TOMNIŢA FLORESCU

ARHITECTURA S O L A R Ă

Editura universitară "Ion Mincu" Bucureşti, 2006

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României

F L O R E S C U , T O M N I Ţ A Arhitectura solară / Tomniţa Florescu. - B u c u r e ş t i : Editura

Universitară "Ion Mincu", 2006 Bibliogr. ISBN 973-7999-34-7

© 2006, Editura Universitară „Ion Mincu", Str. Academiei 18-20, sect.1 Bucureşti, cod 010014

Gând înspicat pe titlul unei cărţi

Arhitecta Tomnita Florescu (născută Dinu) ne propune o carte din domeniul aplicaţiilor pe domeniul arhitecturii, a utilizării energiilor neconvenţionale, respectiv a energiei heliotermice.

Pânza lucrării, urzită pe interfaţa dintre arta arhitecturii şi ştiinţa edificabilului, este o reuşită din varii puncte de vedere. Este o reuşită fiindcă este vizibil fundamentată din punctul de vedere logic conceptual şi metodologic, iar ordonata şi abscisa discursului sunt bine centrate pe scopul enunţat în titlu. Este de re­ţinut şi ştiinţa, dar şi abilitatea cu care autoarea operează în noianul de informaţii acumulat în domeniu pe un arc de timp bimilenar, de la Calicrates la Calatrava - ca să marcam intervalul de timp cu două nume celebre de arhitecţi - şi pur şi simplu explodat în secolul pe care abia l-am încheiat. Spiritul iscoditor care o caracterizează pe autoare este echilibrat de capacitatea domniei sale de a selecta, prelucra analitic şi valorifica sintetic aceste informaţii în folosul subiectului ales drept ţintă. Este o carte care trebuie citită la masa de lucru, sau mai bine zis, de studiat cu creionul în mână.

Problemele puse în discuţie de către autoare nu sunt de azi sau de ieri, ci de când lumea, dar s-au acutizat pe timpul vieţii generaţiei actuale.

Un moment cheie, un veritabil jalon temporal în arealul problematic. în pragul ultimului sfert al se­colului trecut, un manager dintr-un birou somptuos şi cu aer condiţionat a luat o decizie care a influenţat viata planetei mai mult decât a altui decident celebru, formulată în urmă cu peste două milenii într-un cort la vadul Rubiconului. Decizia americanului privea însă o chestiune cu implicaţii globale şi nu era doar una de jucat în zaruri. De atunci problema energiei, fiindcă despre aceasta este vorba, una dintre cele mai con­troversate în zilele noastre, îi preocupă deopotrivă pe energeticieni şi pe consumatorii diverselor forme de energie, pe politicieni şi pe planificatorii sociali şi, de dată mai recentă, pe specialiştii în analiza sistemelor. Viaţa a dovedit că, pentru tratarea si soluţionarea, fie şi parţială, a problematicii respective este nevoie de o abordare si o activitate inter si pluridisciplinară, cu o participare substanţială a specialiştilor în inginerie şi economie energetică, dar şi a matematicienilor şi a inginerilor de sisteme, a specialiştilor în modelare şi cercetare operaţională, în cibernetică etc. Doamna arhitect Tomniţa Florescu şi-a pus şi ne pune întrebarea " De ce nu şi a arhitecţilor?" şi s-a implicat în lucrarea de faţă. Şi în ce context!

După "şocul petrolului" în 1973, Institutul Internaţional pentru Analiza Sistemelor Aplicate (Luxemburg - Austria) lansa primul său studiu important - Proiectul Energiei. Peste 140 de savanţi din 19 ţări au partic­ipat la ceea ce a devenit Programul I.I.A.S.A. pentru sistemele de energie, primul pas fiind o analiză cu adevărat cuprinzătoare a viitorului acesteia în lume. Pe de altă parte, faimosul Club de la Roma a benefi­ciat de un raport a patru oameni de ştiinţă, dintre care unul Laureat al Premiului Nobel (Denis Gabor) al cărui conţinut, prezentat în a 6-a sesiune specială a Adunării Generale ONU (1974) ne avertiza imperios chiar din titlul" Să ieşim din epoca risipei" şi nu doar în domeniul energetic, ci şi în cel al materialelor, inclu­siv cele la care apelăm noi constructorii în edificarea mediului antropic. Dacă energia, odată disipată în atmosferă sau în mări, devine complet inutilizabilă, materialele nu sunt în general distruse, deşi şi acestea pot ajunge să fie dispersate în mediul înconjurător şi nerecuperabile pentru scopuri practice, sau chiar foarte stânjenitoare. In aceasta situaţie, sfidarea "energie-materie versus umanitate", într-o opozabilitate reciprocă "entropie - antropic" priveşte şi practica arhitecturală contemporană.

in câmpul acestui tablou se înscrie şi lucrarea doamnei arhitect Tomnifa Florescu, iar tema abor­dată este şi actuală şi oportună, iar întreprinderea domniei sale este, repet, o reuşită asupra căreia trebuie să ne îndreptăm toată atenţia de cuviinţă.

în tentativa de aplicare a energiilor neconvenţionale în domeniul arhitecturii, nu este vorba de juxta­punere a unor instalaţii pe lângă o structură arhitecturală convenţională, ci de conceperea unei noi struc­turi arhitecturale, căreia îi sunt incumbate dintre cele formulate de autoare în lucrare precum:

- metodologii de abordare a componentei energetice în procesul proiectării de arhitectură, - controlul energiei şi formarea conceptorilor, - definirea şi aplicarea elementelor componentei energetice, referitoare la criteriile de performanţă, - implementarea aspectelor metodologice care definesc concepţia, - evaluarea eficienţei energetice, elemente de intervenţie, soluţii pragmatice induse de factorii de

influenţă etc., etc. Am mai scris si cu alte prilejuri şi o repet şi de această dată, că în actualele condiţii se impune redefinirea

conceptului de "arhitectură" precum şi a rolului arhitectului şi a statutului acestuia în cadrul fenomenului arhitectural, in lumea conceptorilor şi cercetătorilor de structuri arhitecturale este iminentă o schimbare pro­fundă, decelabilă în schiţă prin tendinţele manifeste. Se conturează concepte precum "design conceptual" sau "proiectare holistica", termeni care presupun o viziune globală asupra obiectului arhitectural. Dacă pâna în "Secolul Luminilor" şi chiar pâna mai încoace (v.opera arhitectului inginer Santiago Calatrava) creaţia arhitecturală putea fi caracterizată, în anumite limite, drept creaţia unui autor unic - arhitectul con-ceptor - problematica putând fi redusă grosier la configurarea unei structuri arhitecturale materializate sub­stanţial şi spiritual în concordanţă cu comandamentele societăţii din momentul istoric dat si potrivit culturii constructive a acesteia, astăzi problema s-a sofisticat din acumularea de cunoştinţe ştiinţifice, tehnologice, din rafinarea standardelor de confort fizic şi spiritual, prin schimbarea relaţiei între formă, materie si energie şi mulţimi de alţi factori care împing creaţia arhitecturală către un mod de gândire integrationist de tip nou. Se instituie o epistemologie a dezvoltării durabile. Cerinţe ale unei etici sistematice impun empatia şi apropierea abilitaţii de a articula câmpuri varii de investigare şi un alt mod de gândire raţională. în treacăt fie spus, fiecare propoziţie din aceste fraze ar cere câte un studiu aparte. O etică a durabilităţii trebuie să fie şi instrumentală şi nu doar normativă şi... aşa mai departe. "Gherdapurile" din conexiunea sinaptică pentru nou, sau extrapolând şi la relaţiile între partenerii echipei de cercetători sau/şi proiectanţi, toate încep a ceda, apelându-se la metode de lucru mai adecvate, precum "brainstorming-ul", sinectica, analiza morfologică ş.a. în abordările conceptorilor de azi, arhitecţii, inginerii şi alti specialişti implicaţi, parteneri de echipă, se conturează tendinţa de a-şi apropia modelele de gândire, prin depăşirea barierelor de ordin pro­fesional, intelectual, afectiv sau de altă natură, prin instaurarea unui respect reciproc benefic mediului con­struit şi în perspectiva integrării "de facto" a cercetării - proiectării din domeniul arhitecturii, construcţiilor în general si a urbanismului într-o concepţie de dezvoltare durabilă.

Despre astfel de probleme se ocupă doamna arhitect Tomniţa Florescu în cartea sa încredinţată tiparului, întreprindere pe care mă simt onorat a o socoti de toata laudă. Bucureşti, 2006, toamna

Eugen Apostol profesor de Arhitectură şi de Geometria formelor spaţiale

la Universitatea "Ion Mincu"

i . u C E R £ _

strămoşi, ci îl împrumutăm copiiilor noştri" A n l o i n e d e S a i n t - E x u p e r y

RETROSPECTIVĂ ŞI ACTUALITATE

1968 - Prima reuniune a Clubului de la Roma 1970 - Jay Forrester (MIT) prezintă un modei general al sistemului mondial, Stokholm 1972 - Adunarea ONU - Stockholm, stabileşte Consiliul de Administraţie - PNUM

Planul Naţiunilor Unite pentru Mediu 1972 - Dennis Meadows, pe baza modelului lui Forrester, elaborează "WorldJ' model"

simulare a consecinţelor interacţiunii între Pămînt şi sistemele umane - Primul Raport al Clubului de la Roma, intitulat "Limitele creşterii", extrapolare a

situaţiei existente (cei 5 factori care limitează creşterea: populaţia, producţia industrială, producţia agricolă, resursele naturale, poluarea)

1973 - prima criză a petrolului 1974 - Pestei şi Mesarovici - Al 2 - lea Raport - "Omenirea la răspîntie" 1974 - Raportul Rio - (al 3 - lea Raport)

- Jan Timbersgen - "Restructurarea ordinii internaţionale" 1974 - a 6 -a Sesiune specială a Adunării Generale ONU

- Denis Gabor şi Colombo - "Al 4 - lea Raport"- "Să ieşim din epoca risipe/' 1975 - 1976 a doua criză a petrolului 1976 - Modelul Bariloche - prof. Armilar Herrera - "Catastrofă sau o nouă societate" 1976 - grupul H. Kohn - "Următorii 200 de ani"

(replica cea mai vehementă la "Limitele creşteri!') 1977 - Vasilii Leontief - "Viitorul economiei Mondiale"

- "The Global Report"(pentru Carter) sau "Global2000' - "Antiglobal Report" - Kahn, sau "Antiglobal 2000'

1979 - al 2 - lea şoc petrolier 1980 - preţul barilului de petrol creşte pînă la 40 $ 1980 - Raport pentru W. Brandt - "Nord - Sud - un program pentru supravieţuire"

- Uniunea Internaţională pentru Conservarea Naturii publică un raport intitulat "Strategia mondială a conservării mediului" unde apare pentru prima oară noţiunea de "dezvoltare durabilă"

1981 - Hăfele - problemele energiei - NASA - "Energia într-o lume finită' şi "Energia - problemă globală"

1982 - Raportul" Viitorul nostru comun" (elaborat de Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare)

1984 - 1987 - Lester Brown - (Worldwatch Institute) elaborează studiile: "Starea lumii" (protejarea mediului, creştera eficienţei energetice, viitorul urbanizării)

/

i N i i i o n i i i ; i I I i-

1986 - contraşocul petrolier (12 $ barilul) 1986 - Conferinţa Mondială a Energiei - al 13-lea Congres - Cannes . 1987 - Raportul Comisiei Mondiale pentru Mediu şi Dezvoltare - (creată în 1983)

"Viitorul nostru al tuturor" (măsuri de conservare a energiei, promovarea surselor noi, măsuri de menţinere a ecosistemelor)

- O definiţie a "dezvolltării durabile" este propusă de Comisia Mondială asupra Mediului şi Dezvoltării (Raportul Brundtland)

- Comisia Naţiunilor Unite pentru Natură şi Dezvoltare lansează un apel pentru crearea unei noi Carte a Terrei

1989 - Raportul Comisiei WEC (World Energy Council) 1990 - PNUM - raport elaborat anual (din 1977) - "Starea mediului pe plan mondial" 1992 - Raportul Comisiei WEC (World Energy Council): "Energy for Tomorrow's World -

the Realities, the Real Options and the Agenda for Achievement" - întîlnirea la nivel înalt de la Rio consacră termenul de dezvoltare durabilă, care începe să fie larg mediatizat în faţa marelui public

- Este adoptată Convenţia de la Rio şi ia naştere Agenda 21 - Se începe redactarea noii Carte a Terrei

2002 - întîlnirea la nivel înalt de la Johannesburg: mai mult de 100 de şefi de state, mai multe zeci de mii de reprezentanţi guvernamentali şi a ONG-uri ratifică un tratat care ia poziţie în favoarea conservării resurselor naturale şi a biodiversităţii

2005 - intră în vigoare Protocolul de la Kyoto asupra reducerii emisiunilor de gaz pro­ducătoare de efect de seră.

PROGRAMUL NAŢIUNILOR UNITE PENTRU MEDIU

"P.N.U.M. tinde să devină conştiinţa ecologică a Naţiunilor Unite" Mustafa K. Tolba, Director Executiv al P.N.U.M.

Prin natura lor, problemele mediului acceptă greu definiţii şi limite clare, atît în cadrul sis­temului ONU cît şi în afara acestuia; ca urmare, ele trebuie abordate într-un mod care să nu izoleze mediul de toate celelalte activităţi şi considerente; astfel, P.N.U.M.-ului i s-a încrediţat sarcina de a elabora un program de lucru pentru întregul ansamblu al sistemului ONU, la care să poată contribui guvernele ţărilor membre şi alte organizaţii. P.N.U.M. nu este o instituţie însărci­nată cu execuţia unor proiecte şi studii, ci un coordonator, un stimulator şi un catalizator; astfel, cei care realizează activităţile de protecţie a mediului elaborat de P.N.U.M., aparţin deopotrivă O.N.U, dar sunt şi din afara acestuia; ca atare, cea mai mare parte a programelor privind mediul nu se afă sub control direct al P.N.U.M. ci doar sub îndrumarea acestuia. Obiectivele programului ating următoarele probleme:

1. Aşezările populate 6. Catastrofele 2. Sănătatea populaţiei şi igiena mediului 7. Energia 3. Ecosistemele 8. Planul de supraveghere 4. Oceanele 9. Gestiunea mediului 5. Mediul şi Dezvoltarea 10. Activităţi de sprijin Obiectivul nr. 1 Aşezările populate. Asistarea guvernelor şi altor instituţii şi organizaţii în

preocupările de ameliorare a calităţii mediului în localităţi, atît prin adoptarea de măsuri de dez­voltare şi de administrare specifice , cît şi prin implementarea unor tehnologii corespunzătoare.

- Dezvoltarea generală a aşezărilor populate (asimilarea localităţilor cu ecosisteme speci­fice şi tratarea lor ca atare);

- Tehnologia specifică aşezărilor populate (reducerea costurilor directe şi indirecte ale

ii

I N T R O D U C E R E

construcţiei şi operării localităţilor; accent pus pe conservarea resurselor, eliminarea risipei şi reducerea poluării sub toate formele);

Obiectivul nr. 2 Sănătatea populaţiei şi igiena mediului. îmbunătăţirea stării de sănătate a populaţiei şi promovarea pe toate căile posibile, a igienei mediului fără a genera noi pericole şi dificultăţi.

Obisectivul nr. 3: Ecosistemele. Elaborarea unor directive de gestionare integrată a eco­sistemelor, în vederea reducerii la minimum a repercursiunilor negative de lungă durată a acti­vităţilor umane şi obţinerea, de la fiecare ecosistem, unei producţii utile şi constante.

Obisectivul nr. 5: Mediul şi dezvoltarea. Sprijinirea activităţilor guvernelor naţionale şi administraţiilor locale pentru ca în activitatea acestora de dezvoltare economică şi socială să fie luate în considerare, în mod permanent, cu maximă eficienţă, criterii de protecţie ale mediului.

Strategia adoptată şi rezultatele scontate se referă la: - produse naturale: se urmăreşte stabilirea de înlocuitori pentru anumite resurse, insufi­

ciente sau greu exploatabile, cu efecte poluante considerabile, prin alte resurse avantajoase din aceste puncte de vedere; se încurajează transferul de tehnologii în acest domeniu şi se evidenţiază avantajele utilizării resurselor şi tehnologiilor antipoluante în ramurile industriale mari consumatoare de materie primă şi energie.

- tehnologie: se urmăreşte promovarea tehnologiilor "eficiente" sub aspectul protecţiei mediului.

Obiectivul nr. 7: Energia. Evaluarea consecinţelor asupra mediului a diferitelor moduri de producere şi utilizarea energiei; încurajarea, sub toate formele, a utilizării energiei produse raţional din punct de vedere al mediului.

Principalele probleme de soluţionat se referă la situaţia existentă şi tendinţele de viitor în legătură cu tipurile de materii prime energetice, recomandabile din punct de vedere al mediului, ţinînd seama de principalele utilizări energetice (producerea de electricitate, energie termică, transporturi); se acordă o atenţie specială consumului de lemne pentru pregătirea hranei şi încălzire, în ţările în curs de dezvoltare.

Obiectivul nr. 10: Activităţi de sprijin. încurajarea dezvoltării activităţilor care ajută la transpunerea în viaţă a programelor pentru mediu; educaţia generală a populaţiei, pregătirea de specialişti, asistenţa tehnică şi răspîndirea informaţiilor despre activităţile de protecţie a mediului şi a problemelor conexe.

Principalele probleme de soluţionat se referă la ansamblul măsurilor de sensibilizare şi educare, adoptate pentru a încuraja crearea unor conştiinţe ecologice; este necesară includerea în programele de învăţămînt, la toate nivelele şi aproape în toate domeniile de specializare, a problemelor mediului, inclusiv în activităţile de conducere politică, economică şi socială. Pentru ţările în curs de dezvoltare, acest lucru poate fi realizat prin intermediul organismelor specializate ale O.N.U. (UNESCO, OMS, ONUDl, FAO, PNUM şi altele), dar şi prin cooperare directă bi sau multilaterală între diferitele ţări.

DEZVOLTARE DURABILĂ

"Dezvoltarea durabilă" este, după definiţia propusă în 1987 de Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare în Raportul Brundtland:

"o dezvoltare care răspunde nevoilor prezente, fără să compromită capacitatea generaţiilor viitoare de a răspunde nevoilor lor. Două concepte sunt inerente acestei noţiuni: conceptul de "nece­sităţi - nevoi" şi în mod particular acelora esenţiale, care nu pot lipsi şi pentru care s-a convenit că tre­buie să li se acorde prioritate; precum şi cel de "limitare", la care nivelul tehnicii noastre actuale şi orga­nizarea socială sunt constrînse de capacitatea mediului de a răspunde nevoilor actuale şi viitoare."

Altfel spus, este vorba despre o dublă identitate: - Privind spaţiul: fiecare locuitor al planetei are aceleaşi drepturi la resursele ei.

iii

I N I I I I I l i l i i : I M I

Privind timpul: avem dreptul să utilizăm resursele planetei, dar cu obligaţia de a asigura poronitatea pentru generaţiile viitoare.

Mediul apare, începînd cu anii 7 0 , ca un patrimoniu mondial esenţial pentru a putea fi transmis generaţiilor viitoare. Filosoful Hans Jonas a exprimat această preocupare în cartea sa "Principiul responsabilităţii" (1979). La a doua întîlnire la nivel înalt asupra Pămîntului de la Rio de Janeiro din 1992, definiţia Brundtland, axată prioritar pe conservarea mediului şi pe con­sumurile prudente a resurselor naturale nereînoibile, a fost modifcată de definiţia celor "trei piloni" şi care trebuie să fie compatibilă cu perspectiva unei "dezvoltări durabile": progresul economic, justiţia socială şi conservarea mediului.

Se poate folosi noţiunea de "sutenabil". "Sutenabilitatea" sau "durabilitatea" sunt caracte­risticile care respectă cel mai bine principiile dezvoltării durabile.

Termenul de dezvoltare completează noţiunea de progres, care în secolul XIX s-a consti­tuit în jurul progresului industrial, şi care poate avea conotaţii ideologice (ideologia progresului)

Plecînd de la aceste aspecte comunicaţionale, dezvoltarea durabilă corespunde, împre­ună cu mondializarea şi Internetul, la o viziune nouă despre lume.

Semantica conceptului De mai bine de un deceniu conceptul a devenit curent, astfel încît multiple şi diverse insti­

tuţii, actori sociali sau economici folosesc conceptul de "dezvoltare durabilă". El s-a născut din două constatări:

- Fractura Nord/Sud şi cercetarea dezvoltării umane; - Criza ecologică şi urgenţa rezolvărilor problemelor de conservare a mediului. Legătura dintre obiectivele dezvoltării şi criza mediului au condus la conceptul de "eco-

dezvoltare" apărut la începuturile anilor '70, la Ignacy Sachs şi la Conferinţa Internaţională de la Stockholm asupra Mediului Uman, din 1972. în 1980, apare termenul de "dezvoltare sutenabilă" tradus prin termenul de "dezvoltare durabilă", oficializat şi răspîndit mai apoi de raportul "Viitorul nostru al tuturor" (cunoscut şi sub denumirea de "Raportul Brundtland") din 1987.

Obiectivele dezvoltării durabile: să răspundă nevoilor actuale şi viitoare. Aşa cum s-a văzut anterior, definiţia clasică a dezvoltării durabile provine din Raportul

Brundtland a Comisiei mondiale asupra mediului şi dezvoltării. Aceasta aminteşte de cuvintele lui Antoine de Saint-Exupery: "Noi nu moştenim Pămîntul de la strămoşi, ci îl împrumutăm copiiilor noştri".

Raportul Brundtland insistă pe necesitatea protejării diversităţii genelor, a speciilor, a întregului ecosistem natural terestru şi acvatic, prin măsuri de protecţie a calităţii mediului, prin restaurarea, amenajarea şi menţinerea habitatelor vitale ale speciilor, precum şi prin "gestionarea durabilă" a utilizării populaţiillor animale şi vegetale.

Putem considera că obiectivele se împart în trei mari categorii: - Cele care se extind la întreaga planetă: raporturi între naţiuni, indivizi sau generaţii; - Cele referitoare la autorităţile publice din fiecare mare zonă economică (Uniunea Euro­

peană, America latină, Asia) în lungul unor reţele teritoriale, de exemplu; - Cele referitoare la responsabilităţile întreprinderilor. Dezvoltarea durabilă, asociată noţiunii de bună guvernare, nu este o stare statică de

armonie, ci un proces de transformări, în care utilizarea resurselor, opţiunea investiţilor, ori­entarea schimbărilor tehnologice şi instituţionale sunt coerente atît cu prezentul, cît şi cu viitorul.

Reţele teritoriale: "Agenda 2 1 " Pentru respectarea obiectivelor dezvoltării durabile pe teritoriile marilor regiuni economice,

reţelele de oraşe şi comunităţile urbane trebuie singure să-şi exprime nevoile şi să pună în practică soluţiile definite în Programul Cadru, stabilit la întîlnirea la nivel înalt asupra Terrei de la Rio de Janeiro şi adunate în "Agenda 21", unde sunt definite, în 40 de capitole, repartizate pe patru secţiuni.

Colectivităţile teritoriale trebuie să fie într-o permanentă relaţie cu întreprinderile, univer­sităţile şi cu centrele de cercetare, pentru a putea imagina soluţile inovative de mîine.

iv

I N T R O D U C E R E

CARTA TERREI

"Carta Terrei"este o declaraţie de principii fundamentale în vederea edificării, în decursul secolului XXI, a unei societăţi mondiale drepte, durabile şi pacifiste.

Ea doreşte să inspire tuturor popoarelor un nou sentiment de interdependenţă şi de responsabilitate reciprocă pentru bunăstarea umanităţii şi a lumii vii în general. Este expresia speranţei şi un apel la contribuţia fiecăruia spre crearea "unei societăţi mondiale", într-un moment determinant al istoriei.

Prin viziunea etică ce o transmite, Carta recunoaşte că protecţia naturii, drepturile omu­lui, dezvoltarea umană echitabilă şi pacea sunt interdependente şi indivizibile.

Ea oferă un nou cadru de reflecţie în abordarea acestor teme. Rezultatul este o nouă şi largă concepţie a ceea ce constituie o comunitate şi o dezvoltare durabilă.

Ea s-a dovedit a fi de o reală importanţă, pentru că schimbările cărora trebuie să le facem faţă în modul de a gîndi şi de a trăi ne obligă să ne reconsiderăm valorile, în alegerea unei căi mai bune, pentru găsirea unui climat de înţelegere, în ciuda marii noastre diversităţi, şi de aseme­nea, în găsirea unei viziuni etice compatibile unui număr din ce în ce mai mare de persoane, din ţări şi culturi diferite.

Carta Terrei este produsul unui deceniu de discuţii inter-culturale asupra obiectivelor şi valorilor comune din întreaga lume. Este un "tratat al popoarelor" - care reprezintă speranţele şi aspiraţiile unei "societăţi civile globale", pe cale de naştere.

Comisia Cartei Terrei, creată în 1997, a numit un Comitet Internaţional de Redacţie care a demarat şi organizat procesul de consultări internaţionale. Versiunea finală a fost aprobată în anul 2000, la sediul UNESCO de la Paris.

Originea valorilor morale ale Cartei Terrei în afara procesului de consultări pentru Carta Terrei, cele mai importante influenţe au fost determinate

de ştiinţa contemporană, dreptul internaţional, lecţiile învăţate de la popoarele indigene, învăţătura marilor religii, precum şi tradiţiile filozofice ale lumii, declaraţiile şi rapoartele celor şapte mari conferinţe ale Naţiunilor Unite din anii '90, mişcarea etică mondială, numeroase declaraţii non-guvemamentale şi diversele tratate încheiate de popoarele lumii în ultimii treizeci de ani, ca şi experienţele acumulate în crearea unor comunităţi durabile.

Misiunea Iniţiativei Cartei Terrei O noua fază a "iniţiativei" începe după lansarea oficială a Cartei Terrei, în anul 2000. Ea

are misiunea de a stabili o bază etică solidă pentru "societatea globală" în devenire şi de a con­tribui la construcţia unei lumi "durabile", bazată pe respectul naturii, pe drepturile universale ale omului, pe justiţie economică si pe o adevărată "cultură" a păcii.

Obiectivele Iniţiativei pentru Carta Terrei 1. Să promove difuzarea, adeziunea şi aplicarea Cartei Terrei la nivelul societăţii civile, a

lumii de afaceri şi a guvernelor. 2. Să încurajeze şi să susţină promovarea în scop educaţional a valorilor Cartei Terrei. 3. Să obţină suportul Naţiunilor Unite pentru susţinerea valorilor Cartei Terrei. "Terra este casa noastră"se arată în acest document, iar capacitate de refacere a aces­

tei comunităţi unice de fiinţe vii, depinde de prezervarea unei biosfere sănătoase, cu toate sis­temele ei ecologice".

Situaţia globală momentană reliefează că tendinţele periculoase, dar nu inevitabile, ale modului de producţie şi consum, provoacă daune considerabile naturii, epuizarea resurselor şi dispariţia masivă a numeroase specii. Beneficiile dezvoltării nu sunt împărţite de o manieră echi­tabilă, iar diferenţa între bogaţi şi săraci este din ce în ce mai mare. Creşterea fără precedent a populaţiei a supraîncărcat sistemul ecologic şi social.

Aşteptările viitorului prefigurează multe schimbări fundamentale ale valorilor, ale instituţiilor şi ale modului nostru de viaţă - schimbări ce devin indispensabile. Posedăm cunoştinţele şi tehnologiile necesare pentru a contribui la satisfacerea nevoilor tuturor şi la reducerea daunelor aupra naturii.

v

I N I II I C I I I I

Documentul reliefează noţiunea de "responsabilitate universală": Suntem în acelaşi timp cetăţeni ai diferitelor naţiuni şi ai aceleiaşi lumi, unde localul şi mondialul sunt interdependente. Recunoaştem necesitatea urgentă a unei viziuni comune a valorilor fundamentale. In consecinţă, intr-un spirit de solidaritate, formulăm principii care vizează un mod de viaţă durabil, ca normă universală şi care vor servi ca ghid, atît pentru evaluarea comportamentului persoanelor, cît şi a organizaţiilor, întreprinderilor comerciale, guvernelor şi instituţiilor intermediare.

OBIECTIVE DE CERCETARE ÎN LUME

"Noul curent în arhitectură are ca scop integrarea adăpostului în mediul înconjurător într-o formă comună, în armonie şi cooperare, folosind tot ceea ce tehnologia poate oferi ca mijloace de proiectare, materiale, procese, sisteme etc".

Aceasta s-a dovedit a fi destul de dificil de realizat, pentru că există o adevărată lipsă de înţelegere, din partea conceptorilor, a elementelor implicate de probleme cum ar fi: radiaţia sola­ră, mişcările aerului, lumina de zi, inerţia termică, etc.

Principiile sistemelor pasive şi active, modalităţile de protecţie şi izolare trebuie bine cunoscute.

Alt aspect care a devenit din ce în ce mai evident este strînsa interrelaţie dintre adăpost şi mediul înconjurător, ceea ce duce la un nou tip de abordare în procesul concepţiei.

Anii următori, de fervoare şi entuziasm stabilesc principii, metode şi reguli, de fapt ele­mentele de bază, studiile, cercetările şi experimentele în multe domenii ştiinţifice, pentru ca aces­tea să poată oferi tehnologii, materiale şi mecanisme noi, specialiştilor, arhitecţi şi urbanişti. Să nu mai vorbim de informatică, care oferă programe de proiectare asistate de calculator, de si­mulare, de determinare a comportamentului termic. (E.S.P. Enviromental System Performance -PASSYS programm; THERMIE programm; programul Directoratului General XVII pentru Energie, al Comunităţii Europene. SAVE şi ALTENER - alte 2 programe (pentru cuantificarea din punct de vedere energetic a formei construcţiilor, a izolării termice şi de examinare periodică a boilerelor)".

(E. A. Carabateas - Secretariatul General al Cercetării şi Tehnologiei - Atena, Grecia 1994)

RAPORTUL COMISIEI WEC (WORLD ENERGY COUNCIL)

Cele patru mari probleme care se cer a fi rezolvate de către societatea contemporană, pe care "Agenda" le reliefează sînt: 1 - imposibilitatea liberului acces la energie; 2 - resursele şi con-strîngerile geopolitice; 3 - creşterea poluării mediului ambiant datorată printre altele şi modului de folosire defectuos al resurselor energetice; 4 - rigiditatea instituţională.

Rezolvarea acestor probleme necesită o serie întreagă de măsuri. "Agenda for Achievement" propune următoarele:

- creşterea eficienţei în alimentarea cu energie şi în modul de folosire al ei; - încurajarea conservării energiei; - accelerarea introducerii proceselor şi a echipamentelor "curate"; - descurajarea folosirii proceselor din care rezultă emisii nocive; - ameliorarea managementului şi educarea societăţii în sensul unei creşterii eficienţei în

alimentarea cu energie şi în modul de folosire a ei; - conştientizarea societăţilor în legătură cu necesitatea conservării energiei şi a resurselor

Terrei, în scopul unei dezvoltări eficiente, spre beneficiul tuturor; - concentrarea eforturilor spre reducerea emisiilor poluante, în special în zonele afectate,

în aşa fel încît să se restabilească echilibrul normal.

vi

I N T R O D U C E R E

PROBLEMELE EUROPEI CENTRALE Şl DE EST BULGARIA, CEHIA, SLOVACIA, UNGARIA, POLONIA Şl ROM NIA

Aceste ţări au 2% din populaţia lumii şi sînt responsabile pentru 2 , 1 % din volumul activităţii economice mondiale. Tranziţia de la o economie planificată către o economie de piaţă în aceste ţări a fost cauza unei serioase recesiuni economice (de ex. cantitatea de energie elec­trică a scăzut în 1998 cu 10% faţă de 1990). Ca urmare, pentru o revenire la normalitate, "Agenda for Achievement" propune următoarele:

- alinierea preţurilor la energie la valoarea celor de pe piaţa europeană; - alinierea la legislaţia europeană în materie de "eficienţă energetică"; - ameliorarea folosirii energiei primare, în primul rînd prin accesul la tehnologii performante; - esenţial ar fi un mod eficient de folosire a energiei la consumatorii finali; - demararea de urgenţă a programelor de conservare a energiei la nivel instituţional - po­

pulaţie, învăţămînt, cercetare; - rezolvarea problemelor grave legate de mediul ambiant; această zonă este cea mai

poluată regiune din Europa, ceea ce necesită o imediată acţiune în acest sens, pentru ca nivelul transfrontier al poluării să nu aducă daune şi altor zone încă neafectate.

Continuînd demersul de la problemele omenirii, la cele europene, apoi la cele ale Europei Centrale şi de Est, se ajunge la situaţia României, foarte bine analizată de Walt Patterson în lucrarea "Energy, Efficiency and the Economic Transition - Rebuilding Romania".

RECONSTRUIND ROMANIA ,

Principalele scopuri ale acestui studiu au fost ca specialiştii români să poată să acţioneze în virtutea recentelor noutăţi legate de modul de abordare al energiei, incluzînd bineînţeles şi problemele legate de mediul ambiant, ameliorarea unor aspecte ce privesc utilizatorul final, în special problemele ce vizează eficienţa energetică şi explorarea modului în care aceste noi tipuri de abordare pot fi aplicate în România.

Studiul afirmă că România posedă un mare potenţial de revenire la o adevărată eficienţă energetică. Pentru ca acest potenţial să se realizeze, trebuie introdus un program de măsuri corespunzător situaţiei României, pe care-l consideră realizabil pe doua căi:

- o colaborare internaţioală; - luarea unor decizii corecte pe plan intern. Prima cerinţă ar fi accesul populaţiei la informaţie şi/sau informarea acestuia despre pro­

blemele legate de energie, de economisirea ei, de "eficienţă energetică". Este vorba de fapt de o nouă atitudine faţă de energie cu toate problemele ce decurg din aceasta (mediul de viaţă, con­fort, economic etc.).

Stadiul iniţial, după opinia specialiştilor, nu ar trebui să implice investiţii şi cheltuieli majore, ci ar trebui ca măsurile să fie concertate pe formula "fără costuri - costuri mici". Măsurile ar fi cele în domeniul educaţiei populaţiei, al învăţămîntului şi în sensul recreării unei respon­sabilităţi personale. Aceasta se poate realiza prin informaţie, educaţie şi publicitate.

Paralel cu acestea, în vederea promovării eficienţei energetice, măsurile anterioare tre­buie însoţite de acţiuni guvernamentale de urmărire a reformei economice şi de o legislaţie refe­ritoare la energie şi mediu. Aceasta ar influenţa evoluţia deplasării combustibililor şi a eficienţei diferitelor sectoare, către zone benefice.

Cooperările internaţionale sînt deja pe drumul corect, rămîne partea anterior enunţată. România are atît resursele, cît şi programele prin care poate să devină un membru al Comunităţii Internaţionale. Promovînd eficienţa energetică, acest proces poate fi în mod cert accelerat.

Situaţia energetică a României. în Decembrie 1989 tiparul energetic al României era foarte diferit în comparţie cu ţările

vii

I N I I I I I I I I I G E R E

v.-.I I uropene planificarea centrală aloca mai mult de 80% combustibil şi electricitate uzului industrial; ca rezultat, sectorul rezidenţial suferea acute privaţiuni; transportul şi agricultura erau subfurnizate; sectorul servicii, ca de exemplu luminatul public era minimal, iar sectorul comercial era aproape inexistent.

începînd din 1990 acest tipar s-a alterat substanţial - consumul rezideţial de combustibil şi electricitate a crescut substanţial; sectorul comercial are complet o altă viaţă, iluminatul public a crescut, traficul public, practic, a explodat.

Specialiştii români sunt deja angajaţi în reorganizarea studiilor şi analizelor statistice ener­getice, pentru a putea stabili tipurile şi calităţile informaţiilor ce se cer într-o economie de piaţă, în vederea promovării eficieţei energetice.

în ianuarie 1994, O.E.C.D - Agenţia Internaţională de Energie - publica un raport intitulat "Politici energetice în România" (în colaborare cu specialişti români).

Studiul ("Rebuilding România") se străduieşte să acţioneze ca un complement al supor­tului mai sus amintit, concentrîndu-se mai mult pe problemele de "end user" şi eficienţă.

Este de ramarcat faptul că au apărut o serie întreagă de organizaţii implicate în probleme de energie, numai că, la nivelul anilor 1998, aşa cum observa raportul I.E.A., comunicarea între aceste organisme nu era eficientă.

Studiile deja angajate reflectă că în România abundă oportunităţile referitoare nu numai la eficienţa cerinţelor, ci şi la eficienţa în folosinţă.

în context, se remarcă importanţa rolului pe care îl are factorul educaţional, de antrenare a specialiştilor, de informare a publicului, în ideea că un corect management energetic la nivelul societăţii este cheia reducerii consumurilor de energie.

Ca urmare, apare evident rolul fnvătămîntului şi în mod special al învăţămîntului superior care formează specialişti în domeniu. De aceea este normal şi obligatoriu ca o şcoală de arhitec­tură să introducă cursuri noi de specialitate, mai ales că, în cele din urmă vor apare şi legile şi reglementările referitoare la eficienţa energetică, legi asemănătoare altor ţări, după care, spe­cialiştii vor trebui să proiecteze.

Studiul relevă faptul că trebuie recuperat decalajul între ţările ce deţin o "cultură a efi­cienţei energetice" (începută de acum 20 de ani). în România din păcate, aceasta este inexis­tentă la nivelul societăţii, iar formula "saving energy" a fost asociată cu stoparea alimentării cu gaz sau energie electrică.

în ţările O.E.C.D, guvernele oferă sprijin financiar, granturi, scăderi de taxe pentru investiţiile eficiente din punct de vedere energetic; în loc să se aloce fonduri pentru noi centrale, guvernele investesc în clienţii lor (instalaţii de iluminat performante, sisteme eficiente de încălzire, ventilaţie, motoare sau izolaţii); alimentarea cu gaz şi electricitate a fost plasată în sfera manage­mentului local.

Concluzii pentru România - Integrarea ei într-un circuit internaţional; - Descentralizarea ei la nivel teritorial; - Trecerea de la sistemul centralizat la cel de piaţă liberă; - Abordarea pe două planuri: 1- ca organism specializat, învăţămîntul superior trebuie să

ia măsuri la nivel de şcoală şi la nivel de specialităţi; 2 - la nivelul populaţiei. Agenţia Romană pentru Conservarea Energiei - ARCE.

- S-a înfiinţat în aprilie 1991 prin Decret Guvernamental; în 2005 are 16 filiale, în marile oraşe; - Are rolul de asistenţă tehnică şi financiară a antreprizelor industriale, în activitatea lor de

conservare a energiei şi eficienţă energetică; elaborează programe de eficienţă energetică în industrie.

Tendinţe de dezvoltare: Pentru energiile regenerabile, la fel ca pentru cărbune, petrol şi gaze România are opor-

tuniăţi semnificative în dezvoltarea acestor surse:

viii

I N T R O D U C E R E

- Au fost deja demarate programe de promovare a acestor surse. Fiecare program include consideraţii pentru un cadrul legislativ, fiscal şi de politică comercială, pentru încurajarea dez­voltării industriilor ce produc echipamente pentru astfel de investiţii.

Actual, România îşi construieşte un set coerent de legi (în sensul legislaţiei avizate de parlament) în domeniul energiei şi eficienţei energetice. Legile trimise parlamentului vizează aprovizionarea cu electricitate şi căldură, altele, fiind referitoare la conservarea energiei şi pro­tecţiei mediului.

România este localizată într-o zonă geografică cu resurse moderate de energie regene­rabilă, incluzînd hidro, geotermale, solar, vînt şi biomasă.

Aşa cum afirmă specialiştii români, potenţialul estimat al acestor surse, sugerează ca pe termen lung, pînă în 2020 acestea să poată înlocui 5-10% din cererea de enrgie primară a ţării, economisind astfel resursele de combustibil fosil şi reducînd în acelaşi timp nivelul poluării.

în ceea ce priveşte energia solară, în cazul României sistemele solare fotovoltaice au o mică relevanţă, totuşi, tehnologiile solar-electrice cu instalaţii cu randament mare, bazate pe sisteme foto­voltaice, par a fi interesante. Aceste tehnologii ar trebui sa fie disponibile după anul 2010, în plus, dacă preţul combustibilului creşte, va deveni rentabil importul modulelor fotovoltaice.

în ceea ce priveşte problema tehnologiile termice legate de solarul activ, cu colectori solari plani pentru producerea apei calde (45-75o C), în sectorul domestic, a căror tehnici au fost dezvoltate mai de mult, se poate spune că acum sunt în stagnare.

Pe termen mediu (2010), aceste tehnologii ar trebui să economisească circa 21000-35000 tep./an, iar pe termen lung (2020), circa un milion tep./an.

în zonele favorabile - Sud-Estul ţării, zonele adiacente Mării Negre, litoralul, s-ar putea instala capacităţi energetice care să însumeze 1200-1500 MW.

Cea mai importantă problemă pare a fi, însă, "schimbarea de atitudine". De aceea, eforturile pentru promovarea eficienţei energetice în Romînia trebuie îndrep­

tate pe plan local, nu numai pe filiera tehnologică, ci şi pe cea socială şi bineînţeles psihologică. "Dar, schimbarea mentalităţillor este dificilă, mai ales dacă ai fost învăţat să gîndeşti că

statul deţine totul, iar tu eşti un subiect pasiv, la cheremul unei jurisdicţii arbitrare a acestuia". Aspectul crucial al potenţialului, în acest caz - al eficienţei energetice, este faptul că

fiecare român în parte ar trebui să devină activ şi personal implicat în acest scop. Educaţia - referitoare la problemele legate energie Din punct de vedere tehnic, problema educaţiei - referitor la acest subiect - este bine dez­

voltată în România, existînd o reţea de licee industriale specializate pe probleme de energie, institute politehnice care includ centre pentru energie. Problema curentă este necesitatea intro­ducerii temelor referitoare la eficienţa energetică, în şcoli şi facultăţi, mai ales într-un moment ca acesta, cînd s-au eliminat subvenţiile pentru energie, iar preţurile trebuie aliniate la standardele internaţionale. în plus, problema organizării publicităţii şi activităţii educaţionale în sensul amintit e importantă şi practic inexistentă.

Standardele de performanţă energetică Una din hotărîrile importante, luate de guverne, este elaborarea de standarde energetice

în materie de performanţele energetice ale clădirilor şi etichetarea lor în mod corespunzător. în România, în anul 1992, s-a schiţat un proiect de program de "etichetare energetică" şi

standarde minime permise de eficienţă energetică. La acest program au participat Ministerul Industriilor, Directoratul General al Energiei, ARCE, Comisia Naţională de Standarde, ICMNERG, ÎNCERC, etc; în prima fază s-au schiţat standarde numai pentru rezistenţa termică şi nivelul transferului de căldură pentru clădiri, pentru instalaţii în industria grea, pentru frigidere şi pentru aparate electrocasnicei.

Ar trebui însă, în cel mai scurt timp, concomitent şi în conformitate cu o legislaţie ce tre­buie şi ea adoptată, să se schiţeze acele nivele de performanţă energetică a clădirilor. Consider că, legat de aceste probleme, rolul arhitectului este unul important, alături de celelalte specialităţi.

ix

I N I It (> I) U C E R E

Momentan în România, după cum relevă studiul - activităţile ce vizează eficienţa energetică sunt făcute ad-hoc, fără să facă parte dintr-o politică generală, cu o strategie coerentă. Poate că formu­larea unei "legi pentru conservarea energiei"sau "legi de eficienţă energetică"ar putea să ajute la con­turarea unei strategii naţionale pentru ameliorarea şi economisirea combustibililor convenţionali.

Ameliorarea eficienţei energetice în clădiri în trecut, politica standardelor clădirilor, stabilite pentru izolaţii, pleca de la ideea greşită

că materialele izolatoare trebuiau evitate, pentru că manufacturarea lor presupunea un consum mare de energie. Aceste concepţii oneroase ale anilor '80 au dus la execuţia de blocuri, care în final ofereau o rezistenţă termică de mai puţin de 0,7 m2 K/W. Clădirile de după 1985 au fost con­cepute pentru un indice de R = 1,15 -1,25 m2 K/W (în cel mai bun caz), în timp ce norma euro­peană la data respectivă avea valori pentru pereţi exteriori de R = 3,3 m2 K/W, iar pentru acoperiş 4,0, pardoseli 2,0, uşi şi ferestre 0,5 m2 K/W.

Statisticile anului '92 afirmă că România are 7.664.000 apartamente în clădiri individuale sau în clădiri multifamiliale. Parametrii energetici pentru locuinţe au valori joase, rezistenţa ter­mică standard pentru pereţii exteriori, în cazul clădirilor multifamiliale, în oraşe, a fost de 0,67 şi după '84 de 1,25. Cerinţele energetice pentru un apartament urban sînt de circa 1tep pe an. Mai trebuie adăugat că normele de confort nu erau aliniate la cele europene.

în cazul României, prima treaptă ar fi să se identifice cele mai adecvate măsuri ce trebuie luate, pentru a aduce fondul existent de clădiri la o eficienţă termică care să tindă către standard­ele internaţionale.

PROGRAME DE ÎNVĂŢĂMÎNT DE ARHITECTURA PENTRU ŢĂRILE COMUNITĂŢII EUROPENE

într-o foarte ţintită activitate iniţiată de către Comisia Comunităţii Europene, prin inter­mediul programului JOULE şi a proiectului SOLINFO (Lewis-1993), au fost concepute trei pachete de material didactic, în ideea distribuirii lor către licee şi şcolile superioare de arhitectură, recunoscute de CE, pentru perioada 1996 - 2002.

Fiecare set cuprinde o suită integrată de surse de documentaţie multimedia. Cele trei seturi sunt proiectate a fi o structură-suport, pentru diferite metode didactice de abordare a pro­blemelor de "eficienţă energetică". Ele includ bibliografii, cursuri, seminarii şi cursuri-atelier. Sunt concepute pentru trei tipuri de construcţii din sectorul: educaţional, rezidenţial şi birouri.

Cele trei pachete compilează documentaţii (tehnice şi planşe desenate) ale diferitelor comisii de cercetare ale C E . precum şi alte cazuri studiate de organisme de învăţămînt (de exemplu cele coordonate de Lewis şi O'Cofaigh-1996). Obiectivul proiectului este de a conştien­tiza profesorii şi studenţiii arhitecţi de problemele pe care clima le poate induce în procesul proiectării de arhitectură, în condiţiile eficienţei energetice a spaţiilor construite şi amenajate. El se adresează în mod particular studenţilor din anii mici şi elevilor de liceu; oferă materiale foarte variate şi aplicabile pentru orice tip de învăţămînt.

Aceste materiale sunt astfel concepute încît abordarea să fie mai simplă la început, dar cu rigoare ştiinţifică, în ideea unei mai uşoare înţelegeri a fenomenelor. Scopul este să încura­jeze aplicarea noţiunilor teoretice. Pe parcurs, materialul se complică odată cu avansarea către anii mai mari, oferindu-i fiecăruia posibilitatea accesului la un nivel de performanţă individual cît mai ridicat.

Proiectul are cîteva obiective distincte, dar care converg către o abordare bioclimatică a procesului proiectării.

Situaţia învăţămîntului la ora actuală (legat de problemele amintite) Nivelul învăţămîntului legat de concepţia bioclimatică sau solară în şcolile de arhitectură

din Comunitatea Europeană este diferit - inegal. în unele şcoli, un mic număr de proiecte se axează pe acesta problemă. în alte şcoli, studiul se limitează la anumite lecturi de fizica

x

I N T R O D U C E R E

construcţiilor, sau pe probleme de mediu şi probabil cu anumite discuţii la nivel tehnic despre subiecte legate de sisteme solare, răcire pasivă, ventilaţie şi iluminat natural. în puţine şcoli, subiecte cum ar fi "lumina naturală", sunt studiate într-o manieră ştiinţifică. în final, în foarte puţine şcoli nu există nici o intenţie de predare a noţiunilor legate de o proiectare bioclimatică, atît în cîmp teoretic cît şi practic.

Pentru a creea un climat unde atît profesorii cît şi studenţii să fie interesaţi într-o abodare bioclimatică a arhitecturii, prima teaptă ar fi informarea acestora despre necesitatea demersului cît şi despre bogăţia resurselor acestui tip de abordare. Aceasta trebuie făcută printr-o ilustrare a strategiilor bioclimatice, prin cunoaşterea atît a trecutului şi a exemplelor remarcabile ale lui, cît şi prin exemplele arhitecturii contemporane. Toate acestea trebuie să fie însoţite de demonstraţia că proiectarea de arhitectură cu nivel energetic scăzut trebuie să devină un scop în şcolile de arhitectură, pentru ca mai departe să se poată ajunge la adevărata performanţă.

Dar la acelaşi nivel cu motivarea şi informarea studenţilor trebuie să se afle şi modificarea comportamentului fată de aceste probleme şi anume comportamentul atît ca specialist cît şi ca membru al cetăţii.

Demersul trebuie început chiar din primul an de studii, în intenţia ca, la terminatrea stu­diilor, studentul să fie echipat cu o "gîndire şi o simţire bioclimatică". în orice caz, un student înzestrat cu o corectă înţelegere a legilor de bază ce guvernează strategiile cu nivel energetic scăzut, încă din primii ani, va fi capabil să dezvolte mai departe cu îndemînare şi pricepere proiecte, într-o concepţie complexă.

CONCLUZII

Criza energetică din 1973 declanşează un curent de entuziasm în cer­curile arhitecţilor şi cercetătorilor în domeniul energiei solare. Literatura de spe­cialitate a celor 10-12 ani o dovedeşte. în această perioadă s-au formulat prin­cipiile de bază ale construcţiilor "solare" şi legile ce le guvernează, care de altfel sînt la fel de valabile şi astăzi. Apoi, începînd cu anii 1980 - 1985, interesul, atît al publicului cît şi al specialiştilor scade, datorită revenirii la un preţ mai scăzut al petrolului, tentînd astfel societatea să consume fără grijă. Interesul - obligaţia de a se apleca asupra problemelor de conservare a energiei - reapare după 1986, dar de această dată, generat de problemele mediului ambiant.

Discursul ultimilor ani se bazează pe două mari probleme: 1- integrarea armonioasă a spaţiilor construite în mediul ambiant, folosind tot ceea ce tehnologia poate oferi; 2 - găsirea celor mai eficiente strategii la nivel legislativ şi instituţional, în favorea eficienţei energetice şi inducerea unui alt tip de comportament, a unei noi atitudini faţă de problemele energiei, valabilă atît pentru cetăţeni cît şi pentru specialişti.

xi

I N I I I u I ) I I t t R E

o w EDI o DC LLI

o

DC 3

X 4 DC < -J

O z y 6

O a, D •»

5 2 .:: _l < DC LLJ U. to Si < BE F Y J Q a o s 55-< UJ DC 3

2 O o

CRIZELE ENERGETICE MONDIALE CONSUM ENERGETIC URBAN BILANŢ ENERGETIC PROFIL ENERGETIC SITUAŢIA ROMÂNIEI ROLUL DECIZIEI ARHITECTURALE

2 m 3 ? 13 :w i vi*] Wi\

3 • K l I I l I i H H I

NOŢIUNI ASTRONOMICE CONSTANTE CE O DEFINESC

ISTORICUL FOLOSIRII ENERGIEI SOLARE ISTORICUL ILUMINATULUI PASIV LOCUINŢA TRADIŢIONALĂ ISTORICUL SEREI ISTORICUL APLICAŢIILOR TEHNICE

i:i3*mi=t:i*i[<»H CERCETĂRI ASUPRA ENERGIEI SOLARE CAPTAREA ENERGIEI SOLARE

•i : i : 1113H i • i :f< vsw vi i zrtm ARHITECTURA SOLARA URBANISM SOLAR ARH, SOLARĂ, URB. BIOCLIMATIC

lin f i i : w i i i i u* zm a i = I I : < i m i zmmmmmmmmm SPATIILE CONSTRUITE Şl AMENAJATE

FACTORII DE INFLUENŢĂ Al URBANISMULUI SOLAR Şl BIOCLIMATIC CONFORT

8 •HI?ll=Ul 'J=l?l l l l

9 wmixuttKizim ORGANISM URBAN, METABOLISM URBAN

ALEGEREA AMPLASAMENTELOR MODALITĂŢI DE COMPUNERE CONSTRUCŢII, CAPTARE SISTEM PASIV SPAŢII EXTERIOARE, MATERIALE

i i ••cM:»M:<ii=uia:{ci:aim:

12 m i i m i

SPATII CONSTRUITE ELEMENTE COMPONENTE ROLUL VEGETAŢIEI ÎN REDUCEREA

CONSUMULUI ENERGETIC

SCENARII ENERGETICE SISTEM ENERGETIC GLOBAL

BAZAT PE ENERGIA SOLARĂ

ELABORAREA UNEI METODOLOGII DE ABOR DARE A COMPONENTEI ENERGETICE iN PROCESUL PROIECTĂRII DE ARHITECTURĂ

PROPUNERE DE EVALUARE A FACTORILOR CARE INFLUENŢEAZĂ NIVELUL EFICIENŢEI ENERGETICE ÎN PROCESUL PROIECTĂRII DE ARHITECTURĂ

131 IB [•! I =M :i I [*M :fil 31 3 B f i i sf 3B:

xii

O P O R T U N I T Ă Ţ I

C R I Z E L E E N E R G E T I C E M O N D I A L E

în ultimele două secole, utilizarea combus­tibililor fosili (cum sunt cărbunii, petrolul şi ga­zele naturale) s-a intensificat progresiv, du-cînd la o puternică dezvoltare industrială şi economică. La rîndul său, necesitatea creş­terii în continuare a ritmului de dezvoltare eco-nomico-industrială a condus la mărirea puter­nică a consumului de combustibil fosil.

Dacă în secolul al XlX-lea ponderea con­sumului de combustibil fosil era mult mai ridi­cată pentru cărbune (circa 80%), în primele şase decade ale secolului al XX-lea această pondere a scăzut sub 50%, iar în unele ţări industrializate chiar sub 20%, în favoarea con­sumului de petrol, mai comod de procurat şi de transportat, cu o putere calorică supe­rioară, uşor depozitabil şi, lucru cel mai impor­tant, stînd la baza dezvoltării industriei trans­porturilor. (*1)

Deşi cărbunele este nu numai cel mai mur­dar dintre combustibili, dar şi cel a cărui pro­ducere poate să distrugă peisajul, nevoia ca el să fie folosit în continuare este stringentă. Se estimează ca există rezerve pentru circa 390 de ani. Peste 60% din rezervele mondiale de cărbune se găsesc in ţările în curs de dez­voltare.

Dezvoltarea industriilor petrochimice, a ma­selor plastice şi utilizarea petrolului şi a gaze­lor naturale pentru producerea energiei electri-

"ECONOMIE", afiş prezentat la Simpozionul "Energie Habitat".

ce au condus de asemenea la creşterea con­sumului acestor combustibili fosili superiori.

Ca urmare a acestui consum exagerat şi necontrolat, resursele de combustibil fosil su­perior au început să se micşoreze. Conform celor mai optimiste estimări, în ipoteza des­coperirii de noi rezerve şi exploatarea zăcă­mintelor marine sau de mare adîncime, rezer­vele de petrol se vor epuiza totuşi în următorii 30-40 de ani, dacă ritmul creşterii economice se va menţine la nivelul anului 1989.

Rezervele de gaz natural se împart in mod egal între ţările în curs de dezvoltare şi cele neindus­trializate. Datorită nivelului scăzut de extracţie, rezervele de gaz natural din ţările în curs de dez­voltare sunt estimate, la ritmul actual de producţie, ca ajungînd pentru 155 de ani, faţă de 39 de ani în ţările industrializate

în condiţiile crizelor energetice mondiale, dezvoltarea şi valorificarea eficientă a unor resurse şi tehnologii energetice alternative, în vederea înlocuirii parţiale a combustibililor fosili şi în special a petrolului, au căpătat în perspec­tivă o importanţă deosebită. Răspunzînd adec­vat preocupărilor pe plan mondial în acest domeniu, cercetarea ştiinţifică şi dezvoltarea tehnologică au făcut eforturi pentru introduc­erea în circuitul economic a energiei solare, a vîntului, a energiei geotermice, în diversele lor forme şi pe diferite filiere tehnice. (*2)

1

I I I ' I I I I I I I N I T A J I

I sle important de remarcat faptul că, prin­tre noile surse de energie, energia solară se distinge în mod special: este naturală, disponi­bilă pe mari suprafeţe ale globului, este gratu­ită, nepoluantă şi, practic inepuizabilă.

Pînă în prezent, cercetările s-au axat înde­osebi pe captarea radiaţiei solare şi utilizarea acesteia pentru încălzirea spaţiilor, uscarea produselor, sau producerea apei calde nece­sare unor industrii, locuinţelor sau unor unităţi sociale. în paralel cu exploatarea energiei solare ca sursă de căldură cu conţinut entalpic scăzut, în diferite institute de cercetare şi învăţămînt superior se caută în mod susţinut tehnologii eficiente pentru conversia directă a energiei solare în energie electrică (cu ajutorul celulelor fotovoltaice).

în concluzie, putem spune că, în contextul crizei energetice modiale, utilizarea energiei solare ca sursă alternativă de energie apare ca o necesitate deosebit de stringentă. Aproape în fiecare an au loc conferinţe ştiinţifice şi sim­pozioane asupra energiei solare, organizate pe plan mondial, la care sînt prezentate numeroase soluţii teoretice şi practice de folosire a energiei solare. Putem menţiona

Conferinţa din 27-29 martie 1979 de la Varese în Italia intitulată, "Energia solară pentru dez­voltare"; Forumul Internaţional al Soarelui de la Hamburg, din 1980; Congresul Internaţional al Societăţii pentru Energia Solară de la Brighton din august 1981; Simpozionul Internaţional privind Energia Solară, care a avut loc în Egipt. 1978; Conferinţa Mondială a Energiei de la Nairobi, din 1981; Conferinţa Internaţională asupra Energiei Solare de la Dakar, din 1982; Congresul "Energies, Besoins, Espoires" -Cannes 1986 sau Colocviile "Arhitectură urbanism şi energie" - Paris 1992.

Dar aşa cum spunea ignacy Sachs (*3), "suma tuturor tehnicilor aşa numite "soft," apli­cate la nivelul locuinţei, nu constituie o soluţie întegrată la nivel urban, ceea ce nu înseamnă însă că ele nu pot şi nu trebuie să fie aplicate local în cadrul complexelor de locuit existente şi, cu precădere, în cele noi".

Pompa de căldură are un viitor strălucit chiar şi pentru clădirile existente. Printre altele însă, o reîntoarcere la eco desingn, la bioarhi-tectură se impune, exemplele cu adevărat reuşite de arhitectură vernaculară oferind o lecţie în acest domeniu.

RADIAŢIA SOLARA ZILNICA

173 800 X 10» W

Schema M e t a b o l i s m u l u i ®ner«eHe «âtatW al planetei {<iupă V. Io

«lor

mmm, cafenii sîs. 3 x 1 0 2 w ?

iminmiiii i itniii i i jminiHHiiimii COMBUSTIBILI

FOSILI

i i i i i i i(itmiim E N E R G I E N U C L E A R A .

T E R M A L A Ş I G R A V I T A Ţ I O N A L A

2

O P O R T U N I T Ă Ţ I

Astfel, cele două curente - al tehnologilor optimişti şi al ecologilor - se înfruntă; unii evadează în "science fiction", iar ceilalţi pro­pun un fel de civilizaţie convivială, o utopie generoasă, care implică schimbarea radicală a stilului de viaţă.

Deci, problema este: cum trebuie abordată criza energetică "hie et nune", în oraşele noas­tre, sau cum spune Sachs: "cum să formăm un punct de plecare pentru a amorsa o transpoziţie a proastei dezvoltări a eco-dez-voltării - socialmente dorită, economic viabilă şi ecologic prudentă?"

1.2. PROFILUL ENERGETIC

S-a ajuns la concluzia că, pentru a acţiona, trebuie întîi să se cunoască profilul energetic al oraşelor şi să se întreprindă studiul pe dublul plan: al structurii consumului de energie uti­lizată de-a lungul exploatării, precum şi al /-ăcămîntului energetic urban; acestea fac să intervină un ansamblu de variabile culturale, spaţiale şi tehnice, care, în final duc la "bilanţul energetic". Se poate spune că profilul energetic este determinat de alegerea dintre locuinţele colective şi cele individuale, de articulaţia clădirilor, de modul cum sînt rezolvate locurile

de muncă, relaţia lor cu locuinţa, de instalaţiile culturale, de sistemele de transport, de tipurile de construcţii, de materialele utilizate, de tim­purile sociale (de lucru, liber, studiu, ludic, cul­tural) etc.

Deci, paralel cu efortul de a ţine seama de opţiunile funcţionale, economice, estetice ale majorităţii, trebuie prevăzută strategia posibilă dezvoltării unui nivel energetic scăzut.

în acest caz, aşa cum propune Maris Aoditi, "Energia solară este un excelent vector pentru a aduce problemele de conservare a energiei mai aproape de arhitect, pentru că ea implică în mod direct toate aspectele anvelopei clădirilor şi chiar mai mult, pentru că ea începe cu urbanismul şi se termină cu noţiunea de confort sau inconfort, de lumină şi de calitate a spaţiilor". (*4)

Printre altele, ea permite introducere tuturor noţiunilor de bilanţ energetic (compromisul pierderi-aporturi; formă-suprafată sudică capta toare; similar la nivelul vitrajelor; inerţie ter-mică-tipul de ocupare: suprafaţă-volum; con-fort-radiaţie; inconfort-radiatie etc.)

Prognoza privind utilizarea energiei solare

(cifrele reprezintă numărul de instalaţii)

INSTALAŢIE DE ÎNCĂLZIRE A APEI

ÎNCĂLZIREA APEI Şl A MEDIULUI

ÎNCĂLZIRE SI CONDIŢIONARE

1990 2010 1990 2010 1990 2010

BELGIA DANEMARCA FRANŢA GERMANIA IRLANDA ITALIA LUXEMBURG OLANDA ANGLIA

2545 9225 1310 5300

11500 44000 10750 40000

1250 4500 9135 32000

90 325 3500 14000

12350 45500

2500 9225 1300 5300 3900 14000

10700 39500 1250 4500 2600 9000

85 325 3500 14000

12200 45000

3800 13800

1300 4300

TOTAL C E E 52450 194850 38035 140850 5100 18100 AUSTRIA GRECIA PORTUGALIA SPANIA SUEDIA ELVEŢIA

1420 5200 2000 8000 2700 10000

15010 51000 2000 8000

410 1600

1400 5000 200 1000 350 1000

1900 6100 2000 7800 400 1550

200 1000 350 1000

1900 6000

TOTAL EUROPA 75970 278650 44285 163500 7550 26100

3

I I ! • n I I I U N I T Ă Ţ I

L'V"** *****

•> \ y%

\ X \*% W

Reprezentare naivă a cartării funcţiilor unei localităţi pe un basorelief din Niniveh

Plănui oraşului Tch-eng-îu {sec. 7 Î.Cr)

Consumul net de energie pe locuinţă; 1973, media este calculată pe 10 ţări {după V. ioanid)

gigajouli %

Î N C Ă L Z I R E 7 4 6 5

R Ă C I R E 2

A P Ă C A L D Ă 1 8 1 5

I L U M I N A R E ,

T E L E V I Z I U N E , E T C 1 7 1 4

P R E P A R A R E A

H R A N E I 7 6

T O T A L 1 1 8 1 0 0

1.3. C O N S U M E N E R G E T I C U R B A N ,

B I U N T E N E R G E T I ^ ^

Aşa cum reiese din studiile efectuate de MASA (Institutul Internaţional pentru Analiza Sistemelor Aplicate), conform prognozelor energetice şi cele ale viitoarei populaţii, pro­blema acută se situează la nivelul spaţiilor urbane şi derivă din aspectele economice şi stilurile de viaţă. (*5)

Institutul prezintă argumente justificate eco­nomic privind necesitatea promovării unei politici de conservare a energiei, de promovare a surselor noi de energie, pentru a crea în final un program energetic echilibrat.

Evoluţia stilurilor de viaţă poate mări sau reduce cererea de energie. Există unele tendinţe care par a fi parte integrantă a proce­sului de dezvoltare industrială. De exemplu, atunci cînd se începe industrializarea, cere-rea de energie creşte atît din partea sectoarelor mijloacelor fixe, care sînt construite şi echipate, cît şi din partea consumatorilor indi­viduali, cărora le pot fi furnizate mai multe bunuri şi servicii. Pe măsură ce societăţile avansează către o eră postindustrială de influ­enţă, creşterea puterii de cumpărare tinde să sporească cererea de energie, în timp ce pon­derea pieţii tinde să se deplaseze către servici­ile mai puţin intensive în privinţa consumului de energie. Rezultatul a fost pînă acum o scădere a necesarului de energie pe unitatea de produs măsurată în cadrul Produsului Naţional Brut şi o continuă creştere a cererii de energie pe locuitor.

Relativ la stilurile de viaţă, s-a constatat că progresul tehnologic tinde să reducă cererea de energie. Un asemenea progres conduce la randamente îmbunătăţite ale conversiei între formele de energie primară şi secundară şi de asemenea ia un randament îmbunătăţit în uti­lizarea finală, în conversia energiei secundare în energie finală şi/sau servicii bazate pe energie. Dintre aceste două căi de conservare a energiei, cea de-a doua - îmbunătăţirea ran­damentelor utilizării finale - are, probabil, potenţial tehnic mai mare (pentru epoca actu­ală). (*6)

4

O P O R T U N I T Ă Ţ I

Pe parcursul studiului elaborat de IIASA s-a descoperit, spre surpriza generală, o tendinţă evidentă către o densitate constantă a consumului de energie (măsurat în energie pe unitatea de suprafaţă) în oraşe. Astfel, densi­tatea consumului suprafeţelor urbane în ţările industrializate avansate este de ordinul a 5W / mp.

întrebarea care s-a pus imediat a fost dacă această cifră este aplicabilă şi pentru suprafeţele urbane din ţările în curs de dez­voltare. Studiul amintit a dovedit în mare măsură că aşa este, explicaţia fiind următoarea: teoretic, toate oraşele zilelor noastre au o infrastructură asemănătoare; aceasta conduce spre o infrastructură aproape identică a consumului de energie. Foarte dife­rit însă este numărul persoanelor care uti­lizează această infrastructură. Există mari diferenţe între suprafeţele urbane dezvoltate şi cele în curs de dezvoltare, cu o densitate mai mare a populaţiei. în acest sens, dezvoltarea înseamnă o creştere a suprafeţei urbane pe locuitor. O densitate a consumului constantă implică un consum de energie sporit pe locuitor. (*7)

în general, gruparea consumurilor de energie pe principalele domenii şi definirea acestora conduc la trei grupe esenţiale:

• industria • localităţile proprlu-zlse

Pentru a face posibilă analiza şi compararea în timp şi între ţări, se admite că localităţile pot fi identificate cu indicatorul statistic utilizat în sistemul ONU, denumit pe scurt "sector domestic". Acesta include comerţul şi acti­vităţile terţiare şi ar corespunde (în tabel) cu însumarea consumului casnic şi edilitar cu cel al dotărilor.

• transporturile

Se poate deduce că, deşi există particula­rităţi climaterice, variaţii ale venitului naţional pe locuitor, nivel de industrializare diferit, pre­dominanţa unor materii prime energetice, diferite normative de construcţie şi exploatare a clădirilor (individuale şi colective), sistem economic şi social diferit, toate aceste ele­mente de disparitate nu sînt suficiente pentru a diferenţia procentul consumului de energie de către localităţi.

Asemănările în ceea ce priveşte proporţia consumului de energie pentru localităţi nu exclud disparităţi mari în ceea ce priveşte con­sumul anual de energie pe locuitor, sau pre­dominanţa unor anumite materii energetice.

De altfel, decalaje importante se găsesc la nivelul normelor generale de confort, al rapor­tului dintre preţul combustibililor şi venitul pe locuitor, ceea ce influenţează puternic raportul cheltuieli de producţie/cheltuieli de exploatare a clădirilor, în general, şi a celor de locuit, în mod special.

în plus, nu trebuie eliminat un alt factor care influenţează consumul energetic: aşa numitul "comportament energetic al consumatorului", care se regăseşte în modul de viaţă, educaţie şi cultură.

în ceea ce priveşte repartiţia consumurilor energetice în clădiri, ea se face conform tabelului.

In concluzie, se poate deduce că efortul important al societăţilor este orientat către economia de energie, către obţinerea unui bilanţ energetic scăzut, care depinde atît de calitatea şl structura cadrului spaţial urban, cit şi de societatea care îl concepe şl fi foloseşte. (*7)

Consumul anual de energie {în %)

Z O N A I N D U S T R I E L O C A L I T Ă Ţ I T R A N S P O R T T O T A L

E U R O P A V E S T I C Ă 4 3 3 7 2 0 1 0 0

E U R O P A E S T I C Ă 5 5 3 6 9 1 0 0

A M E R I C A D E N O R D 3 3 3 6 3 1 1 0 0

T O T A L E C E 4 1 3 6 2 3 1 0 0

5

I l l ' d l l 1 U N I T Ă Ţ I

Industrial 1 {exceptînd electricitate)

30%

«5 folosirea directă a com-* bustibiliior fosili pentru încălzirea

spaţiilor, condiţionarea lor, încălzitul apei etc.

2 0 %

1

3 0 %

2 5 % 2 5 ţ <

M transporturi H 25%

energie primară 3 pentru generarea electricităţii

2 5 %

Dispozitivele majore ale consumului energetic naţional (suprafeţele înegrite indică consumurile energiei afectate de către decizia arhitecturală)(40)

Le Corbusier -proiect pentru Alger.

1.4. INFLUENŢA DECIZIEI ARHITECTURALE ASUPRA CONSUMURILOR ENERGETICE

Pentru a putea evidenţia rolul arhitectului în acest demers am, apelat la studiul făcut de Stanford Institute.

Bazîndu-se pe rapoartele finale energetice, Stanford Research Institute a elaborat un studiu despre aportul deciziei arhitecturale în reducerea consumului energetic. (40)

• Din întrega sferă a consumului de energie necesară unei structuri umane, 20% o constituie folosirea directă a combustibililor fosili pentru încălzirea şi răcirea caselor, pen­tru producerea apei calde etc. - parte ce poate fi în întregime influenţată de decizia arhitectu­rală, ţinînd seama de orientări, plantaţii, oglinzi de apă, folosirea tehnicilor soft, etanşeizare, pompă de căldură.

• Circa 25% din totalul consumului de energie îl constituie folosirea energiei electrice propriu-zise. 12,5% din aceasta poate fi influ­enţată de decizia arhitecturală prin ventilare, luminare, transport pe verticală etc.

• 3 0 % din totalul consumului de energie se foloseşte în scop industrial, din care 6% pentru industria constructoare de case, unde folosirea materialelor puţin energo-intensive aduce o contribuţie substanţială de 6%.

• Restul de 25% din totalul consumului de energie este folosit în transporturi, din care 5% pot fi influenţate de decizia arhitecturală (depărtarea de oraş, lungimile drumurilor pu­blice, lăţimea lor, materialele etc.).

in concluzie: 43,5% din totalul energiei folosite poate fi Influenţat de decizia arhi­tectului.

6

O P O R T U N I T Ă Ţ I

1.5. SITUAŢIA ROMÂNIEI

Analizînd situaţia României din punct de vedere al rezolvării problemelor energetice, se poate spune că trece printr-o criză energetică cronică, dar care nu poate fi explicată logic dacă avem în vedere două date statistice com­parative:

• Puterea energetică instalată, în medie pe un locuitor, este în România de circa 1 kW, ceea ce o situează, din acest punct de vedere, la nivelul unor ţări dez­voltate din Europa.

• Consumul de energie pe produs intern brut este în România de aproape 4 ori mai mare decît în ţările dezvoltate din Europa, de 5 ori mai mare faţă de SUA şi de 7 ori mai mare decît Japonia, ceea ce conduce, evident, la concluzia că nu energia este cea care lipseşte.

în plus, un alt detaliu: în România, se con­sumă pentru 1 mp/an pentru încălzire, 300kW/h, adică de 3 ori mai mult decît în Germania, unde Asociaţia pentru Protecţia Consumatorilor intervine cu amenzi subs­tanţiale dacă temperatura în apartamente scade puţin sub standardul stabilit, de 20° C.

Această situaţie comparativă este, în linii generale, neschimbată de 2-3 decenii.

In esenţă, "managementul resurselor ener­getice" îşi propune - sau ar trebui să-şi pro­pună - şi la noi o abordare globală a pro­blemelor energetice, de la sursă la distribuitor şi apoi pînă la consumatorul final.

emmSMS^m smmmnmssm-fs,

BBMEIlUPHBţ-» \ wmmmwma-n,

\ W 8 M 1 » SCOPUS

mimam-m

Repartizarea consumurilor de combustibili şi carburanţi' în Romanţa

7

I I I U N I T Ă Ţ I

1.6. ADOPTAREA UNOR POLITICI ENER­GETICE lN DOCUMENTELE DE URBANISM

De peste două decenii în Occident "ma­nagementul resurselor energetice" a făcut un pas spectaculos atît în sfera didactică, ştriinţifică, cît şi în cea a politicii guvernamen­tale, în Germania, Marea Britanie, Franţa, SUA, Italia, Japonia s-au creat reţele de insti­tuţii de specialitate (în directa subordonare a guvernelor), care au elaborat politici energeti­ce naţionale ce şi-au propus, în esenţă, două direcţii fundamentale de abordare: (114)

1. Economisirea severă a energiei, indife­rent de forma ei;

2. Dezvoltarea şi modernizarea bazei de producţie energetică.

Astfel, Directoratul General pentru Energie al Comisiei Comunităţii Europene stabileşte, în decembrie 1995, următoarele: creşterea nivelului reglementărilor în materie de perfor­manţa termică a mediului construit. De exem­plu, în Franţa există încă din 1985, regle­mentări ale coeficienţilor G şi K pentru clădiri, iar acum alte legi mai drastice, legate de suprafeţele vitrate îşi vor face apariţia; sau, la recomandarea guvernului francez, s-a adoptat un proiect de lege prin care se garantează cetăţenilor dreptul la un aer mai pur.

Referitor tot la statul francez şi cunoscîndu-se că :

• industria construcţiilor este sectorul cel mai important la nivelul cifrei de afaceri, cît şi al numărului de angajaţi,

• este sectorul cu cel mai mare consum de energie (cea. 40% din consumul total),

• are o emisiune de C 0 2 de cea. 20 %, s-a hotărît dezvoltarea unor reţele de ela­

borare a politicilor energetice . Aşa a apărut programul (în doua etape) pentru utilizarea izolaţiilor performante la nivelul suprafeţelor vitrate, măsură considerată prioritară pentru reducerea consumului energetic. Această măsură va antrena şi reducerea emisiunii de C 0 2 .

în Statele Unite, de cea. 15 ani s-a născut o mişcare care ia în consideraţie problemele energetice în planificarea urbană.

Mai multe state şi-au modificat legislaţia de aşa manieră încît să incite colectivităţile umane să ţină cont de problemele energetice. Astfel, statul Connecticut a adoptat în anul 1981 o lege ce promovează soluţiile perfor­mante pe plan energetic şi de încurajare a măsurilor care favorizează conservarea energiei. în prezent, unele colectivităţi locale au adoptat legi ce protejează recepţia energiei solare în diverse zone.

Calcule ştiinţifice riguroase vin să susţină aceste politici, demonstrînd că efortul financiar pentru economisirea unui kilowatt este de 2,25 ori mai mic decît efortul financiar pentru pro­ducerea aceluiaşi kilowatt.

Relterînd următoarei© premise : • Crizele energetice au introdus în discuţie

necesitatea folosirii energiilor neconvenţionale • Existenţa unui volum semnificativ de

studii şi cercetări bazate în mod special pe controlul energiei solare (ca urmare a pct. 1)

• Rolul arhitecturii în conservarea şi con­trolul energiei solare atît la nivel de obiect, cît şi la nivel de sistematizare urbană (studiul Stanford care ajunge la concluzia că 15,5% din totalul energiei consumate poate fi influ­enţat de decizia arhitecturală).

• Situaţia României în contextul general al problematicii.

• Noul rol pe care constrîngerea ener­getică îl are în procesul concepţiei de arhitec­tură.

în prima fază, lucrarea de faţă îşi propune: Constituirea şl modul de transfer al

unui suport ştiinţific în ctmpul arhitecturii • cazul energiei solare •

Şi aceasta, pentru că energia solară este un excelent vector care aduce problemele termice cît mai aproape de arhitect, pentru că ea Implică direct toate aspectele an­velopei, ale clădirii şi chiar mai mult, pentru că ea începe cu urbanismul şi se termină cu noţiunea de confort sau inconfort, cu lumina şi cu calitatea spaţiilor.

S

O stea în univers, Soarele este un gigant reactor nuclear care transformă în fiecare secundă 565 milioane de tone de hidrogen în 560 miloane de tone de heliu, reacţia avînd loc în miezul Soarelui la o presiune de 68 x 109 atm şi la o temperatură de 16 000 000 °C (28 000 000° F).

Energia radiată de Soare este produsă în timpul conversiei atomilor de hidrogen (H) în heliu (He). Soarele este format din cea. 9 0 % atomi de H, deci combustibilul este practic disponibil. Dacă un atom de H cîntăreşte 1,0078 unităţi atomice de masă, un atom de He cîntăreşte 4,0026 unităţi atomice de masă; conversia a patru atomi de H, într-un atom de He produce 0,0294 unităţi de masă, care sînt transformate în energie, cu o valoare de 6,8 milioane electron volţi (MeV), sub formă de raze gama, sau energia cinetică a produsului.

Dacă tot hidrogenul din Soare este transfor­mat, 0,7% din masa lui se transformă în energie, dupa formula lui Einstein, E = mc 2

(unde E este energie, m este masa, iar c este viteza luminii), se poate face un calcul estima-liv al timpului necesar pentru transformarea întregii cantităţi de hidrogen a Soarelui, oferind astfel, o estimare a periodei de timp cît

E N E R G I E S O L A R Ă

S i s t e m u l solar în c o n c e p ţ i a lui N i c o l a u s K o p e r n i c u s - gravură 1661

Soarele va mai putea radia. Calculele atrată că această perioadă este de 3 x 10 1 8 secunde, sau 100 de miliarde de ani. Procesul de generare al energiei este rezultatul unei pre­siuni şi densităţi enorme din centrul Soarelui, iar procesul de transformare durează, la viteza luminii, circa 10 milioane de ani. Deci, lumina pe care o vedem astăzi a fost generată cu foarte mult timp înainte. Treapta următoare este ajungerea luminii de ia Soare la Pămînt, în numai 8 minute.

S-a evaluat la circa 100 miliarde de miliarde de kWh energia radiată în fiecare secundă în toate direcţiile de către Soare, iar Pămîntul împreună cu atmosfera sa nu primesc decît circa 30 miliarde kWh/s.

Pentru a exprima în unităţi termice canti­tatea de energia solară ce parvine într-un an Pămîntului la intrarea ei în atmosferă, s-a adoptat Q, folosit în studiile energetice glo­bale şi care este egal cu 101 8 Btu (British Thermal Unit). Ştiindu-se că 1 Btu este egal cu 1,055 jouli, sau cu 252 grame calorii, se con­stată cît de gigantică este această energie.

9

N E R G I E S O L A R Ă

..--» f

^ t- .***

.2,4,

Poziţiile respective afe axei polilor Pămîntului şi cercurile de iluminare ale lui de către soare în epoca echinocţiilor.

înălţimea Soarelui şi Azimutul, în cazul în care observatorul este plasat în poziţia O.

J NOŢIUNI A S T R O N O M I C E

DECLINAŢIA

Axa de rotaţie a Pămîntului (axa polilor) face cu planul orbitei (ecliptica) un unghi de aproximativ 66,6°. numit decllnaţle

Unghiul de înclimare al axei polilor variază în cursul anului de la + 23°27' la - 23°27' şi determină inegalitatea duratei zilelor. Unghiul pe care îl face axa polilor cu cercul de ilu­minare al Pămîntului de către Soare este egal cu unghiul declinaţiei.

în emisfera nordică, echinocţiul de pri­măvară are loc la 21 martie şi echinocţiul de toamnă la 22 septembrie. în emisfera sudică datele se inversează. La echinocţii, unghiul declinării este nul, cercul de iluminare trece prin poli, iar durata zilei este egală cu cea a nopţii.

în emisfera nordică, solstiţiul de vară are loc la 21 iunie, iar cel de iarnă la 22 decembrie; invers în emisfera sudică. La solstiţii, de­clinarea este maximă şi egală cu 23°27 în va­loare absolută. La 27 iunie, cercul de iluminare este retras faţă de polul nord în raport cu soarele; este ziua cea mai lungă în emisfera nordică şi cea mai scurtă în emisfera sudică. La 22 decembrie, cercul de iluminare este înaintea polului nord în raport cu soarele; este ziua cea mai scurtă în emisfera nordică şi cea mai lungă în cea sudică.

COORDONATE SOLARE

înălţimea Soarelui este unghiul măsurat în planul vertical al razei de soare, cu vîrful în O (se măsoară în grade).

Azimutul este unghiul măsurat în planul orizontului, între planul vertical al razei de soare (observatorul este în O). Se măsoară în grade.

10

E N E R G I E S O L A R Ă

CONSTANTA SOLARĂ

Orbita terestră fiind eliptică, distanţa de la Pămînt la Soare variază în cursul anilor cu circa 3,34%; prin urmare, intensitatea radiaţiei solare la limitele atmosferei terestre, care este invers proporţională cu pătratul distanţei pînă la Soare, variază cu circa 6,8%. Ţinînd cont de această variaţie, s-a definit constanta solară ca fiind:

cantitatea de energie radiată, consi­derată ca fiind integral transformată în căldură, pe care Soarele o trimite in fiecare minut unei suprafeţe de 1cmp, perpendiculară pe razele solare şi care se află la o distanţă faţă de Soare egală cu distanţa medie de la Pămînt la Soare, fiind situată în afara atmos­ferei terestre. (9)

RADIAŢIA SOLARĂ

Radiaţia solară îşi slăbeşte intensitatea o dată cu trecerea ei prin atmosfera terestră. Cauzele sînt: absorbţia propriu-zisă de către gaze şi vaporii atmosferici, difuzia moleculară a acestor gaze şi vapori, precum şi influenţa diverselor particule aflate în atmosferă în sus­pensie.

Nu toate frecvenţele de unde ating supra­faţa Pămîntului. Aceasta pentru că atmosfera este compusă din diferite straturi, fiecare avînd compoziţia sa de oxigen, nitrogen, hidrogen şi alte materii, care protejează Pămîntul. Numai în acest fel viaţa pe Pămînt poate fi posibilă.

Soarele furnizează Pămîntului aproape toată energia de care acesta are nevoie sub formă de radiaţie. Radiaţia solară este radiaţia electromagnetică transmisă în lungimi de undă care variază de la 0,3 microni (ultraviolet) la 5 microni (infraroşu). Undele radio, razele X, razele gama din substanţele radioactive şi razele cosmice sînt exemple de raze ultravio­lete sau radiaţie cu lungime mică de undă.

Constanta solară S-a adoptat ca fiind

1,94cal/cmp/min. = 0.135W/cmp = 1400W/mp = 1200kcal/mp/h Astfel un fascicol cilindric de radiaţie solară cu secţiunea dreaptă de 1 kmp aduce la intrarea în atmosfera terestră o putere de1395MW.

11

I l l I I S O L A R A

Radiţia solară-compozlţie.

Radiaţia solară difuză- Radiaţia solară directă -Radiaţia globală

Legea cosinus - suprafaţă orizontală

EFECTUL DE SERA

"Efectul de seră" este fenomenul prin care se produce încălzirea suprafeţei Pămîntuiui şi a păturilor joase ale sale, care tinde să se intensifice, cu o creştere a C02.

Atmosfera terestră permite unui mare pro­centaj de raze solare din spectrul vizibil să ajungă la suprafaţa Pămîntuiui şi să o în­călzească. O parte a acestei energii este rera-diată de suprafaţa Pămîntuiui sub forma radiaţiilor infraroşii, cu lungime mare de undă, din care, mare parte din ele sînt absorbite de moleculele de C 0 2 şi de vaporii de apă din atmosferă şi care este reflectată înapoi către suprafaţă, sub formă de căldură.

Acest fenomen este analog aceluia produs de către panourile de sticlă ale serelor, care transmit lumina solară în spectru vizibil, dar o reţin sub formă de căldură.

Această capturare a radiaţiei infraroşii per­mite încălzirea puternică a suprafeţei pă­mîntuiui şi a păturilor atmosferice de joasă altitudine. Fără această încălzire datorată efectului de seră, media temperaturii pe Pămînt ar fi de cea -75" C; în aceste condiţii chiar şi oceanele ar fi îngheţate. în mod alter­nativ, creşterea impetuoasă a efectului de seră, aşa cum se întîmplă pe planeta Venus, ar produce o temperatură a suprafeţei de cea 500» C.

SPECTRUL VIZIBIL

Ochiul omenesc percepe radiaţia între ultra­violet şi infraroşu, în mod specific între 0,36 şi 0,78 microni, ca lumină vizibilă. Deci lumina vizibilă este numai o parte din radiaţia solară. Radiaţia solară şi lumina nu trebuie confun­date între ele. Această diferenţă este impor­tantă pentru proiectarea solară datorită faptului că materialele ce se întrebuinţează se com­portă diferit sub acţiunea radiaţiei solare.

12

E N E R G I E S O L A R Ă

RADIAŢIA SOLARĂ DIFUZĂ - RADIAŢIA ^ O ^ R ^ D J R ^ C Ţ ^ ^ A D J A Ţ J A G L O B A L A

După cum s-a văzut mai înainte, la traver­sarea atmosferei, o parte a radiaţiei este absorbită de atmosferă, iar cealaltă parte este dispersată de molelulele acesteia; aceasta este radiaţia solară difuză. Restul parvine direct suprafeţei Pămîntuiui şi constituie radiaţia solară directă.

LEGEA COSINUS -SUPRAFAŢĂ ORIZONTALĂ

Cînd Soarele coboară pe cer, cantitatea de energie solară care cade pe o suprafaţă ori­zontală scade. Cantitatea se schimbă odată cu cosinusul unghiului măsurat direct de sus.

LEGEA COSINUS -SUPRAFAŢĂ ÎNCLINATĂ

Aceeaşi lege se aplică şi unei suprafeţe înclinate, ca în cazul unui colector înclinat, ast­fel încît cu cît este mai aproape de perpendicu­lară pe direcţia razelor solare, cu atît mai mare este energia care cade pe această suprafaţă.

_ABŞORBŢIE SI REFLEXIE

Aproape jumătate din radiaţia solară care intră în atmosfera Pămîntuiui este pierdută prin absorbţie de către particulele atmosferice, sau prin reflexie, datorită norilor.

LUNGIMEA DRUMULUI PARCURS PRIN ATMOSFERĂ

în cazul unghiurilor mici ale razelor solare se pierde mai multă radiaţie solară, deoarece drumul parcurs este mult lungit. Din acelaşi motiv, la altitudini mari, radiaţia solară este mai intensă.

VEDERE DE LA EST.

Dacă s-ar trasa calea Soarelui pe o cupolă sferică, rezultatul ar arăta, ca şi cum ar fi văzut în partea de est şi din vîrf. Fiecare traseu zilnic

I N E R Q I E S O L A R A

descrie un cerc în jurul unei axe direcţiona-te către polul nord, axa fiind înclinată faţă de ori­zont cu unghiul latitudinii, în acest caz 40°. O diagramă a traseelor soarelui arată ca aceas­ta, pentru o latitudine de 40° N. Este o hartă grafică circulară echidistantă a azimutului şi elevaţiei (unghiul la orizont) Soarelui, pentru toate orele şi zilele anului.

RADIAŢIA GLOBALĂ

Radiaţia globală este ansamblul radiaţiilor de origine solară ce parvine unei suprafeţe ori­zontale a globului terestru. Cuprinde, deci, componenta verticală (cînd aceasta există) a radiaţiei solare directe şi radiaţia difuză provenind de la bolta cerească şi nori. Aceste radiaţii sunt în general de scurtă lungime de undă.

Starea momentană şi de lungă durată a atmosferei este considerabil influenţată de tipul şi aportul cantitativ al insolării pe suprafaţa Pămîntului. Norii vor reflecta înapoi în spaţiu o cantitate considerabilă din radiaţia solară, iar alte particule materiale vor împrăştia

radiaţia soiară

SPAŢIU LOCUIBIL SPAŢIU PUBLIC SPAŢIU LOCUIBIL «580

14

E N E R G I E S O L A R Ă

sau absorbi această radiaţie solară. Chiar în timpul condiţiilor unui cer perfect senin, 10% din totalul cantităţii de radiaţie solară este radiaţie difuză, împrăştiată, insolarea este însă mult redusă în timpul zilelor înorate, iar atunci cea mai mare parte de radiaţia ce parvine suprafeţei pămînteşti este radiaţie difuză.

VALORI Şl VARIAŢII ALE RADIAŢIEI ^ S O L A R E ^ T M O S F E R I C ^ ^ I T E R E S T R E ^

Puterea maximă a radiaţiei solare la suprafaţa Pămîntului este de:

• Q = 1,395 kW/mp La suprafaţa Pămîntului, o suprafaţă de un

mp expusă radiaţiei solare directe primeşte ca valoare maximă (la ora 12 la prînz) circa 860Kcal/oră sau 1 KWh/mp. Această cifră core­spunde unei puteri maximale de 1 KW/mp, dar energia globală primită de către suprafaţa Pămîntului într-un timp dat depinde de latitu­dine, altitudine, anotimp şi ora din zi, de nebu­lozitate, de particulele atmosferice, de conţinutul de gaz carbonic al atmosferei; deci se observă că această energie suferă variaţii importante. De aceea în regiunile temperate nu se poate conta decît pe o putere medie anuală de 0,17kW/mp.

DURATA COTIDIANĂ, ^ L U N A R ^ S ^ N U A L Ă ^ A Î N Ş O R I R I I ^ ^ ^ ^ ^

Se pot stabili diagrame care permit deter­minarea, pentru un loc dat, a orelor de răsărit şi ;ipus ale Soarelui, precum şi înălţimea acestu­ia la o oră dată. O mare parte din ţările de pe glob beneficiază de o însorire bună timp de 275 /ile pe an, fapt favorabil utilizării energiei solare in aceste zone. Simpla indicare a numărului nnual de zile cu soare nu este o informaţie loarte precisă, fiindcă în cursul unei zile mai mult sau mai puţin însorite, este mult mai important numărul de ore în cursul cărora radiaţia solară directă parvine solului.

în afară de aceasta, se mai pot determina firafice cu durate medii lunare ale însoririi, în ore, pe o perioadă de timp de 4-5 ani, într-un loc anume; sau tabele cu durata anuală a însorim, în ore, într-un an; sau durata zilnică a

4.ix.:::ps:sE. ... . . .......

r - - r [ s

.... . . . . . . . . . . . • . ,

Tip de grafic reprezentînd curbe orare ce core­spund unei radiaţii globale, pe o perioadă de 10 zile.

durata mSedie a însorîrw— radiaţia solară globală --

Exemplu de grafic care indică durata zilnică a însoririi şi energia zilnică a radiiei solare globale

într-un loc dat.fdupă Vail lant)

15

E N E R G I E S O L A R A

Gratie ce reprezintă energia zilnică în medie lunară, în J/cmp a radiaţiei solare directe şi a radiaţiei solare difuze (după Vaiîlant)

M M

2Ao

Grafic care permite determinarea înălţimii soarelui, într-un loc dat, funcţie de zi,oră, an (în J/cmp/h) (după Vaiîlant)

Grafic ai cantităţii energiei solare primită de 1 mp pe zi, în medie pentru diverse latitudini şi după anotimpuri.

însoririi şi energia zilnică în jouli/cmp a radiaţiei solare globale.

Alte statistici făcute de-a lungul unui număr mai mare de ani au dat ca rezultate duratele anuale medii ale însoririi (în ore) în diverse regiuni sau duratele anuale de însorire pentru diverse localităţi şi pentru anumiţi ani. în mod general, durata anuală a însoririi are o variaţie mare, în funcţie de regiunile geografice ale globului. Ea este cuprinsă între mai puţin de 1000 de ore şi mai mult de 4000 de ore anual (ţinînd seama că într-un an sînt 8760 de ore).

ENERGIA RADIAŢIEI SOLARE DIRECTE Ş I A R A D I A Ţ I E I Ş O L A R E D I F U Z E ^ ^ ^ ^

Se poate determina energia zilnică în medii lunare şi pentru fiecare lună, a radiaţiei solare directe, precum şi a radiaţiei solare difuze, Într-un loc dat. Se mai pot determina intensităţile radiaţiei solare la prînz, în calorii pe centimetru pătrat pe minut; sau repartiţia radiaţiei solare directe la nivelul solului, urmînd orele zilei.

ENERGIA RADIAŢIEI SOLARE GLOBALE PRIMITĂ DE CĂTRE O SUPRAFAŢĂ ORIZONTALĂ

Radiaţia globală ce parvine solului pe o suprafaţă orizontală cuprinde componenta ver­ticală a radiaţiei solare directe (cînd aceasta există) şi radiaţia solară difuză.

ENERGIA GLOBALA ORARĂ, PRIMITĂ DE O SUPRAFAŢĂ ORIZONTALĂ_

• în medie zilnică (pentru durata Întregii zile), în multe regiuni temperate, energia glo­bală ce parvine suprafeţei solului, vara, este de circa 2000 pînă la 2600 kj/mp/h, ceea ce corespunde unei puteri medii de 0,55--0,70 kW/mp (între orele cele mai calde ale zilei).

în zonele temperate, în cursul verii, sau în zonele tropicale, radiaţia globală ce parvine unei suprafeţe onzontale, în cele mai calde ore ale zilei, aduce o energie medie de 3300-3600 kj/mp/h, ceea ce reprezintă o putere maximă de circa 1 kW/cmp sau 1000 MW/kmp. Aceasta

16

E N E R G I E S O L A R Ă

ar însemna că, în cîteva ore, la prînz, o suprafaţă de cîţiva kilometri pătraţi primeşte o cantitate de energie de acelaşi ordin de mărime cu energia eliberată de o bombă atom­ică de 2 kt (25mil.kWh.).

ENERGIA GLOBALĂ ZILNICĂ PRIMITĂ DE O SUPRAFAŢĂ ORIZONTALĂ

Se pot stabili grafice care să indice energia globală zilnică medie, primită de către o regiune anume, sau variaţiile anuale ale energiei solare primită în fiecare zi, în medie, de către o suprafaţă orizontală sau faţada ver­ticală sud a unui imobil, în condiţii medii de cer normal. Se pot stabili de asemenea limitele aproximative între care sînt cuprinse valorile energiei globale zilnice, pentru un număr mare de puncte de pe glob cuprinse între latitudinile 20° şi 45° (N sau S).

ENERGIA GLOBALĂ ANUALĂ PRIMITĂ DE CĂTRE O SUPRAFAŢĂ ORIZONTALĂ

In funcţie de alternanta zilelor, a nopţilor, a anotimpurilor, a înălţimii variabile a soarelui, de nebulozitate, în regiunea latitudinilor tem­perate nu se poate conta decît pe o medie de ordinul a 1500 kWh/mp. Dat fiind cele 8760 de

ore ale anului, aceasta ar COrepunde Unei pu- Suma anuală a radiaţiei solare globale (în kj/emp/an

teri de 0,17kW/mp în medie anuală. pe suprafaţa globului), (după vaiîlant)

C A R A C T E R I S T I C I L E R A D I A Ţ I E I S O L A R E CA S U R S Ă DE E N E R G I E

Constanta solară 1 353 W/mp Temperatura efectivă de radiaţie a soarelui 5 760 K Iradierea maximă a fasciculelor de raze la nivelul mării 1 000 W/mp

Regiunea, iradierea k W / m p x z l W/mp (medie)

Tropice, deserturi Media anuală 5 - 6 2 1 0 - 2 5 0 Zone temperate pentru poziţia 3 - 5 1 3 0 - 2 1 0 Regiuni mai puţin însorite orizontală 2 - 3 80 - 130

(de exemplu : Europa de Nord Iradierea medie anuală a fasciculelor directe

în regiunile însorite 7 - 8 290 - 330 Radiaţia medie lunară a fasciculelor directe

în regiunile însorite aride 5 - 10 2 1 0 - 4 2 0

(sursa : Weingart, 1980)

17

E N E R G I E S O L A R A

Această valoare este destul de depărtată de numărul de kWh/mp de care s-a discutat înainte şi care nu este decît o putere de vîrf.

în zonele temperate, energia globală este în medie anuală de ordinul a 1100 pînă la 2000 kWh/an. Regiunile de pe glob situate de o parte şi de alta a ecuatorului în jurul paralelelor 40-50° primesc o energie solară anuală care atinge 1400 pînă la 2400 kWh/mp. în Sahara şi în deserturile apropiate, energia globală anuală este de peste 2300 kWh/mp.

Raportul mediu între energia radiaţiei pe un timp cu cer acoperit şi energia radiaţiei globale în timp cu cer senin, este de exemplu de 0,27 la Paris, 0,23 la Stockholm, 0,22 la Washington. Se poate spune în general că acest raport este de circa un sfert din cota maximă. Totodată, în funcţie de grosimea norilor şi de repartiţia lor în cursul zilei, rapor­tul poate varia considerabil.

RADIAŢIA REFLECTATĂ LA ^ U ^ R A F A T ^ A M J N U J L U ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

în acest caz este vorba de reflexia pro-priu-zisă şi de reflexia difuză de unde scurte. Coeficientul de reflexie sau puterea reflectori­zantă pentru o radiaţie vizibilă este numit

"'"La viile souterrâine", proiect pentru un oraş solar, arh. Guy Rottier

"albedo" şi are valori diferite în funcţie de natu­ra suprafeţei sau de acoperămîntul ei.

ALBEDO

Numele de albedo este dat fracţiunii de energie a radiaţiei solare incidente, care este reîntoarsă în atmosferă prin reflexie şi difuzie. Astfel, albedo pămîntesc (incluzînd şi atmos­fera) este fracţiunea de energie de radiaţie solară care, ajunsă la graniţele atmosferei, se întoarce către spaţiu. O îmbrăcăminte a solului redă (prin reflexie şi difuzie) atmosferei o parte din radiaţia ce a primit-o, această frac-ţiune constituind albedo suprafeţei respective (acest termen se referă în special la intensitatea lumi­noasă). Ceea ce noi observăm cînd privim Luna, de exemplu, (luminoasă) este de fapt albedo lunar. Se poate vorbi, deci despre albe­do pămîntesc, lunar sau pur şi simplu albedo al unei suprafeţe,

IMPORTANŢA Şl EFECTELE ENERGIEI SOLARE PRIMTE DE CĂTRE PĂMJNT Şl ATMOSFERA SA

Energia radiată, de origine solară, ce parvine la nivelul solului şi apelor în timpul prînzului într-o zi luminoasă, corespunde unei puteri de 1 kW/mp.

Puterea medie ce parvine unei suprafeţe de pămînt este de 107 000 miliarde de kW. Se înţelege astfel cît de gigantică este această putere cînd se ştie că o centrală electrică de 1000 MW este considerată o centrală mare. Energia solară ce parvine în timp de un an Pămîntuiui reprezintă de cîteva mii de ori con­sumul anual actual al umanităţii în materie de energie şi reprezintă totodată circa de 5000 de ori consumul mondial de energie prevăzut pentru anul 2000.

Această energie primită de către Pămînt este utilizată în diverse moduri: contribuie la menţinerea la suprafaţa Pămîntuiui a unei tem­peraturi medii de 290°K (17°C), creează curenţii marini, vînturile şi ploile, furtunile şi cicloanele; ea este de asemenea sursa ener­getică a fotosintezei clorofiliene, deci a vieţii însăşi.

18

I S T O R I C

3 • I S T O R I C U L I FOLOSIRI I I ENERGIEI S O L A R E

"En mute vers le Solell"

L'homme habite naturellement sous Ies tropiques et vit des fruits du palmier. II subsiste dans d'autre parties du monde, ou ii doit se nourir de cereales et de viandes.

Llnne

"Milioane de ani strămoşii s-au plămădit încet Bub cloşca tropicelor. Născut tocmai sub soare, el ii mai hălăduit o lungă vreme pe acele meleaguri .".imţindu-se ca acasă, apoi a purces către alte ţinu-luri mai puţin prietenoase. Nu sînt de atunci decît cîteva mii de ani.

Lung drum de dureri şi cazne, dar ca să prindă curaj, el numeşte această istorie a decadenţei, pro-nres. Povestea trecerii de la hamac la casa închisă sau la imensele blocuri, adevăraţi stupi de adăpost, se împleteşte cu istoria arhitecturii care liobuia să-i ocrotească de vitregia anotimpurilor şi lă-l înveţe că există şi zgomotul.

Prima epocă: termostatul este reglat între 16 şi 26° C, climatizarea este branşată la alizeul de Est, corul este tavan, iar fereastra nu a fost încă inven­tată. Multumescu-ţi ţie frunză că mă pop umbri I

A doua epocă: cu o sforţare disperată, pentru II şi reface paradisul pierdut, omul închipuie pereţii, noba Godin, cenuşile, termosifonul, petrolierele gigantice, mareea neagră, centrala nucleară şi tloşeurile cu acelaşi nume.El exploatează energia nolară stocată sub formă de lemn, cărbune şi patrol.

Prima epocă: climatizarea solară funcţionează In aer liber; între imensa centrală nucleară a : ioarelui şi delicata epidermă a omului sînt numai Btteva mii de kilometri. încălzirea se face numai pe cule nucleară şi într-aşa măsură încît viaţa nu doreşte să înceapă decît atunci cînd atmosfera tlovine suficient de deasă pentru a putea filtra m/ele dăunătoare ale Soarelui.

A treia epocă: omul inventă, sau mai bine npiis, reinventă economia de energie, panourile •clare, celulele fotovoltaice, sera, pompa de căldură solară, construcţia bioclimatică, piscina nolară, geamul dublu, perdeaua izolantă, şi de fapt iniiiventă un nou savoir vivre, care într-un fel tre­

buia să-l imite pe cel din prima epocă. Şi toate acestea nu produc nici cenuşă, nu necesită nici transport de energie, nici stîlpi de înaltă tensiune, nici mega-uzine, nici supraveghere tehnică şi poliţienească, nici SOS întreţinere. Dispare pana, livrarea carburanţilor, puşculiţa, cheltuiala banilor economisiţi, fără chartere către ţările calde, fără riscul de a te opări sau de a te iradia.

întoarcerea către Soare coincide cu pornirea cuceririi spaţiului şi cu dezvoltarea ecologiei ca ştiinţă a aşezării omului în natură. Nu este un fapt întîmplător. Omul iese înfiorat dintr-o perioadă în care a stat zgribulit şi înfricoşat. El se deschide către exterior şi către spaţiu.

Casa solară călătoreşte pe o traiectorie fără ezitare pe un drum către Soare, ancorată în relieful Terrei, la adăpost de curenţii atmosferici. Omul care o locuieşte se trezeşte la răsărit, mănîncă, rî-de şi cîntă la amiază, aţipeşte la apus. Propriul său corp devine captator, loc de stocaj, materie solară, într-o casă solară nu trăieşti ca într-o casă obişnuită. E destul să fi trăit, să te fi îmbăiat în apă caldă solară spre a te convinge că aşa este. Ideea unei încălziri de la o sursă care arde se substituie celei a microclimatului habitatului uman integrat şi dependent de climatul exterior.

O casă solară nu este încălzită, ea este temper­ată. Arhitectura solară nu rezolvă o problemă de încălzire, ci de climatizare.

Ca şi explorarea spaţiului, arhitectura solară nu este decît la începuturile ei. Tehnologia ei este atît de nouă, pe cît de veche este filosofia ei.

Omul îşi va ridica pe planeta sa noi corturi de sticlă dublă, de materiale heliosensibile, sau struc­turi variabile.

Fantaştiinţa devine un nou episod al istoriei arhitecturii".

Alain Herve

19

I S T O R I C

Secţiunea unei case din Deir el-Medineh Construcţia este realizată din pereţi groşi de

cărămidă, cu fundaţii de piatră; pivniţa este săpată în piatră; planul şi secţiunea sînt compacte.

Secţiunea unei case urbane cu etaj , (Theba, perioada Noului Imperiu) ; terasa cuprinde silozurile de grîne; etajele cuprind spaţiile de dormit şi birouriie, iar parterul este rezervat activităţilor domestice; se observă în grosimea plafoanelor goluri special ame­najate, care permit circulaţia aerului, asigurînd astfel un curent continuu de aer şi astfel o foarte bună izolaţie contra căldurii.

3.1. DEZVOLTAREA SISTEMELOR TER-MICE PASIVE DE-A LUNGUL ISTORIEI

Istoria folosirii energiei solare este foarte lungă, dar nu întotdeauna bine documentată. Culturile preistorice timpurii care au conceput şi dezvoltat diverse forme de sisteme solare pasive au făcut-o pentru a se pune de acord cu zeul Soarelui pe care îl idolatrizau. Culturile care nu se închinau Soarelui nu şi-au dezvoltat propriile lor sisteme solare, dar au copiat ideile culturilor adoratoare ale acestuia.

Omul primitiv, locuitor al zonelor temperate ale pămîntuiui folosea topografia sitului, în forma sa naturală, pentru ca să se protejeze contra frigului, soarelui, animalelor şi duşma­nilor. El folosea grote şi surplombe ale rocilor, iar această locuinţă naturală dovedea că poate să genereze un microclimat mai puţin ostil .

Egipenii au înţeles cum să folosească forţele naturii pentru a-şi asigura confortul în clădirile lor. Ei foloseau energia soarelui pentru încălzirea şi iluminarea interioară a locuinţelor. Pereţi groşi, încălziţi de soare erau folosiţi ca să creeze o atmosferă uniformă ziua şi noaptea; iar căldura acumulată era folosită la inducerea aerului, controlînd în acest fel venti­larea spaţiilor. Ei au fost primii în lume care au folosit în construcţii cărămida uscată la soare.

Pereţii groşi de 20-30cm aveau o inerţie ter­mică de 8-10 ore.

în perioada noului imperiu 1580-322 î. Chr. în timpul regelui Amenkhotep, egiptenii, adora­tori ai zeităţii Ra, au realizat o serie de statui denumite "statui care cîntă". Ele erau conce­pute în aşa fel încît atunci cînd soarele le încălzea, părţile superioare se încălzeau mult mai tare şi mai repede decît cele inferioare, creîndu-se astfel un tiraj interior puternic care antrena aerul cu forţă spre părţile superioare ale statuilor, care în acest fel "cîntau".

20

I S T O R I C

în completare cu statuile care "cîntă", egip-lenii au dezvoltat un sistem pasiv de răcire. O mare deschidere de admisie conducea aerul într-o încăpere situată deasupra liniei aco­perişului între pereţii interiori şi exteriori. în acest loc erau plasate în şiruri, vase de pămînt, poroase, a căror apă evaporată şi antrenată de curent forma un şuvoi de picături. Această încăpere era închisă cu un grătar pe care se punea un pat de mangal. Aerul intrat prin deschiderea de admisie era condus de tirajul format între cei doi pereţi peste vasele de pămînt şi trecea mai departe prin stratul de mangal. Aerul astfel răcit pătrundea în spaţiile tie locuit, dînd senzaţia de răcoare şi confort.

Civilizaţiile egeene foloseau curţile inte­rioare şi bazinele cu apă pentru a oferi spaţiilor interioare şi exterioare lumina naturală şi con-Irolul temperaturii. Legăturile între zonele de acces şi curţile interioare erau astfel gîndite încît să asigure circulaţia aerului şi ventilarea spaţiilor; iar apa de ploaie era colectată în bazine interioare, de unde, mai departe prin ovaporare, oferea confortul creat de umi­ditate şi de senzaţia de răcoare.

După moartea lui Arhimede a urmat un oa-tecare progres în cîmpul folosirii energiei so­lare; astfel, grecii au împrumutat concepţia sta­tuilor care "cîntă" de la egipteni (perioada l'tolemeică). Apoi, la rîndul lor adoratori ai Soarelui, ei au transpus cunoştinţele acumu­late, în arhitectura lor.

Locurile lor publice, pieţele de întîlnire -anorele - erau situate în aşa fel încît să primească căldura naturală a Soarelui. Acestea erau înconjurate pe trei părţi de clădiri Iar cea de a patra latură era deschisă spre sud; locuinţele lor erau gîndire în aşa fel încît să aibă o orientare spre sud a spaţiilor impor­tante. Hipocrate, în tratatul său ştiinţific despre "aer şi lumină", stabileşte că oraşele trebuie concepute în aşa fel încît străzile şi con­strucţiile să fie penetrate de soare şi vînt, în scop igienic. El sugera de asemenea că oraşele trebuie să dispună de apă curată şi de ner curat şi că ţinuturile mlăştinoase trebuie nvitate.

în vechea Grecie, camerele se organizau în jurul perrstilului.

21

I S T O R I C

Casă din Olint- sec. 5 î. Chr.; face parte dintr-o iotizare unde fiecare casă avea

cea. 290 mp.; toate casele sînt orientate către sud .pentru o mai bună iluminare şi încăizire; la nord se află baia, bucătăria şi piesele de zi; spaţiile destinate unor activităţi (artizanale sau comerciale) sînt de asemenea orientate la vest sau est; la etaj se află spaţiile desti­nate femeilor.

Casă din Pompei; asemenea casei tradiţionale, este grupată pe două

niveluri, în jurul unui atrium; sala de mese este deschisă către o pergolă parcursă de un bazin lung care împreună cu grădina ce urmează aceaşi orientare ,crează un microclimat confortabil.

De altfel, grecii, maeştri ai artei construcţiei şi ai frumosului, au exploatat cu multă pri­cepere jocul crud de umbră şi lumină pe faţadele construcţiilor.

Romanii, locuitori ai aceleiaşi latitudini ca şi grecii, au fost în mod egal fascinaţi de către Soare. Vitruviu, în cele zece cărţi de arhitec­tură, prezintă numeroase soluţii de conser­vare a energiei, relative la sit, orientare şi influ­enta climatului. El spune: "în regiunile nordice, casele trebuie să fie în întregime acoperite şi adăpostite pe cît posibil mai mult, nu deschise, pentru ca să se păstreze căldura; iar în sud, din contră, unde puterea soarelui este mai mare şi se suferă de căldură, casele trebuie să aibă o expunere spre nord mai mare". El încor­porează proiectelor lui multe sisteme solare pasive, iar la capitolul iluminatului na-tural scrie: "ar fi foarte bine dacă iluminatul dormi­toarelor şi bi-bliotecilor se va realiza cu lumină de la est, lumina de la nord să fie folosită pen­tru galeriile de pictură sau atelierele de desen, iar lumina de est să fie folosită iarna pentru băi şi apartamente de iarnă". Necesitatea adaptării arhitecturii la condiţiile climaterice reiese din lucrările sale în care precizează că "numai un anumit stil de casă poate fi constru­it în Egipt, altul în Spania, altul în Pontus, altul la Roma şi aşa mai departe, pentru că fiecare loc şi ţară are alte caracteristici". Observaţiile lui Vitruviu au rămas în picioare de-a lungul istoriei, dar şi foarte des ele au fost ignorate. "Pentru a trăi în armonie cu aceea ce îl încon­joară ca mediu natural", spune el, "formele arhitecturale reali-zate de om trebuie să fie corespunzătoare influenţelor regiunilor clima­terice respective şi să constituie un răspuns dat acestora." (50)

22

I S T O R I C

Piaţă, Leptis Magna - sec. 8 Î.Chr.; curtea interioară bordată de portice crează un microclimat interior confortabil.

în climatele umede şi reci locuinţele trebuie construite în aşa fel încît pierderile de căldură :.;i fie minime, iar aportul de căldură iarna să lie maxim. Astfel, pentru regiunile nordice, iglu-ul eschimoşilor este cea mai bună formulă de casă de locuit. El este construit în formă de dom, formă care posedă o sumă întreagă de ivantaje: are un maximum aport de volum Intern şi o minimă suprafaţă exterioară, factor important în controlul pierderilor de căldură.

Pentru ca să minimalizeze pierderile ca­lorice, să se apere de vîntul de nord şi să reali-znze un maxim cîştig de căldură, singura des­chidere se află pe latura de sud. Legătura din­tru intrare şi spaţiul de locuit se face printr-un tunel care are rolul unui tampon izolator. Con­strucţia este realizată din gheaţă şi zăpadă, ncestea fiind materialele locale, iar temperatu­ri interioară este menţinută la circa 4-5'C. Colibele pentru vară sînt construite într-o ma-moră similară, dar din alte materiale. Iarba Mte folosită la acoperişuri, avînd rolul de i/olaţie şi în acelaşi timp de protecţie a suprafeţei de piele de focă a acoperişului împotriva umezelii. Ca orientare, păstrează oiiontarea igluului.

în climatele umede şi calde, prima condiţie n confortului ar fi răcoarea. "Clădirile" sînt con-mpute în aşa fel încît să fie deschise ca sa primească cea mai mare cantitate de curenţi dl ner de la exterior spre interior. Suprafaţa • operişului este minimalizată, pentru a primi 1 ii urni puţină căldură de la soare, iar culoarea " ' • t o cît mai deschisă, deci cu putere reflectori-/«ntă mare. Acoperişurile de iarbă sau nuiele I >cirmit curenţilor de aer să le străbată, dar nu l'ounit apei de ploaie să pătrundă în interior. I loi.oori, acoperişurile au şi penetraţii făcute în ni ninşi scop. în regiunile cu precipitaţii foarte Ibundente, locuinţa este ridicată de la sol pen-im n preveni pagubele făcute de acestea. Ai o s t fel de construcţie posedă o masă ter-nii in scăzută şi o mare putere de transmisie Inimică, în aşa fel încît să prevină supra­încălzirea în timpul zilei. Construcţie din stuf din regiunea

Ganvia, Dahomei.

2 3

I S T O R I C

Mesa Verde

VÎNTUL - « S » ^

Clima uscată şi caldă este predominantă în părţile de sud-vest ale Statelor Unite. în această zonă, comunităţile de indieni ameri­cani au construit şi dezvoltat numeroase localităţi în care au conceput şi aplicat sisteme energetice eficiente. Una dintre aceste localităţi este Mesa Verde din Colorado. în această zonă. roca nisipoasă, erodată de vînt şi apă, a format retrageri puternice, care se dovedeau a fi adevărate adăposturi. Culturile care s-au dezvoltat în aceste regiuni şi-au con­struit locuinţele în spatele acestor cavităţi folosind materialele locale: pămînt şi bîrne scurte din lemn. Partea de rocă care înainta nu numai că oferea posibilitatea naturală de apărare contra duşmanilor, ci şi protecţie con­tra soarelui arzător din timpul verii. "Proiectarea" acestor aşezări prevedea posi­bilitatea colectării radiaţiei solare în timpul iernii. Datorită faptului că iarna, soarele are o poziţie mai joasă pe cer, locuinţele primeau căldura sa în tot timpul zilei. Căldura era acu­mulată de către pereţii groşi din pămînt (chir­pici) şi apoi redată spaţiilor interioare în timpul nopţii. Cavitatea şi clădirile conţineau în interi­or spaţii largi pentru acumularea surplusului de căldură. Construcţia era adăpostită de vîntul rece de nord, dar, în acelaşi timp deschisă, pentru ca să primească briza de vară. Suprafaţa de deasupra rocii era folosită pentru agricultură. Urmare a faptului că această pop­ulaţie a ştiut să folosească formele naturale de energie pentru realizarea construcţiilor lor, standardul de viaţă a fost superior altor civi­lizaţii.

Un alt exemplu de utilizare a unui sistem pasiv, care foloseşte masa construcţiei ca depozit energetic, este comunitatea indiană denumită Montezuma Castle construită în anul 1100 d.Chr. Construcţia, asemănătoare celei de la Mesa Verde, oferea un decalaj termic de 12 ore. Arheologii au constatat că odată per­fectat sistemul solar pasiv, sistemele de încălzire auxiliare aproape nu se mai foloseau. Primul nivel de jos nu avea nici uşi nici fere­stre. Aceasta se datora unor raţiuni de pro­tecţie, astfel că unica intrare pentru fiecare locuinţă a complexului se afla la cel de-al doilea nivel. Totodată, primul nivel avea rol de

24

I S T O R I C

magazie termică; fără să aibă deschideri, acest nivel acumula căldura pe care o elibera mai departe, prin convecţie, către nivelele superioare, asigurînd o perfectă climatizare a locuinţelor.

Pueblo Bonito în Chaco Canyon, urmînd aceeaşi concepţie bioclimatică, este unul din numeroasele exemple extraordinare al pri­milor indieni stabiliţi în sud-vest. Construit între 919 şi 1180, acum în ruine, satul a adăpostit I200 de locuitori.

Structura sa semicirculară măsura circa 160 m diametru şi se ridica în gradene pînă la nivelul patru. Punctele de referinţă ale planului orau bazate pe poziţiile soarelui la solstiţiile de vară şi iarnă. Analize matematice au arătat că satul, în diferitele sale stadii de dezvoltare, era amenajat în aşa manieră încît faţadele să fie IXpuse unei radiaţii mai importante iarna decît vara. Temperatura menţinută în interiorul clădirii rămînea perfect stabilă, în ciuda variaţiilor sezoniere şi diurne ale temperaturii IXterioare. Pereţii şi acoperişurile, de grosimi şl compoziţii diferite, permiteau stocarea căldurii solare şi transferul ei către interior în limpul nopţii. Iarna, cînd soarele producea o temperatură agreabilă, razele sale pătrundeau In interior prin deschiderea uşilor şi ferestrelor. Aceste deschideri erau astfel concepute încît In timpul verii, cînd soarele era sus pe cer erau protejate de umbre puternice. Spatiile publice, nxterioare, beneficiau la rîndul lor, de o căldură plăcută în timpul zilei, fiind protejate de vîntul iernii datorită formei în arc de cerc a structurii majore. (*5)

Satul Acomo Pueblo, aflat în apropiere de Albunquerque, era în mod egal conceput în acord cu mişcările diurne şi anuale ale soare­lui. Situată pe un platou înalt, protejat, aglo-nioraţia a fost locuită timp de 400 de ani. în nxloriorul fiecărei locuinţe, terasele care Mrveau preparării hranei şi uscatului ali­mentelor nu erau niciodată în umbră. Chiar şi in decembrie, cînd soarele este jos pe cer şi 1 "ni necesităţile de căldură sînt mai mari, în Impui zilei, nici o parte a faţadelor sud ale OUelor nu se găsea în umbra clădirilor adia-i mito. Acomo Pueblo ilustrează astfel un mod HM a organiza o aglomeraţie umană res-l nictînd "dreptul la soare".

P u e b l o B o n i t o

Case în Acomo s

Acomo Pueblo y

2 5

I S T O R I C

mm

11,11 ' l 1 * *

Dar nu numai indienii au dezvoltat astfel de sisteme pasive. în multe alte regiuni ale Satelor Unite au fost construite hambare cu pantele lungi ale acoperişurilor spre direcţia vîntului dominant. Spaţiul dintre pămînt şi acoperiş era umplut cu diverse materiale fibrolemnoase cu rol izolator. Zidul de la sud era vopsit în roşu pentru a absorbi mai bine radiaţia solară.

Primii colonişti ai Munţilor Stîncoşi foloseau materialele locale pentru a-şi construi cabane ce ofereau un adevărat confort termic pe par­cursul întregului an. Cabanele era îngropate în pămînt cam pînă la jumătate, ceea ce făcea ca temperatura să fie suficient de stabilă. Erau construite din bîrne groase, atît pereţii cît şi acoperişul, care apoi se acoperea cu un strat de iarbă ce constituia o bună izolaţie. Astfel concepută, construcţia avea o inerţie termică crescută. în lunile de iarnă se mai adăuga şi izolaţia termică generată de stratul de zăpadă, iar vara, acoperişul lucra ca o suprafaţă reflec­torizantă, creînd în acest fel confortul necesar.

Construcţiile coloniale americane erau de asemenea bine adaptate condiţiilor clima­terice, în Noua Anglie, orientarea caselor tip "box salt" exemplifică acest lucru. Peretele cel mai înalt (care are şi cele mai multe ferestre) este expus către sud. Partea mai joasă a acoperişului în pantă este localizată în calea vînturilor dominante. Planul este orientat în jurul unui şemineu şi a sobelor de gătit. Unele părţi ale casei puteau fi închise (separate) pentru reducerea spaţiului ce trebuie încălzit.

Reducerea pierderilor de căldură este rea­lizată printr-un plan compact, o suprafaţă minimă de expunere către exterior, materiale bune izolatoare termic şi faţade cît mai mult vitrate pe latura sudică (care era vopsită în culori închise).

în climatele cald umed din sudul Statelor Unite, planurile caselor coloniale (modestele "dog-trot" de pe plantaţii) demostrează multă ingeniozitate. Pentru ameliorarea ventilării na­turale, casele erau ridicate de la sol iar cori­doarele sau verandele astfel amplasate, încît fiecare piesă să aibă cel puţin doi pereţi expuşi către exterior.

26

I S T O R I C

Pentru arhitectura iaslamică, principalele strategii de adaptare în vederea creerii unui microclimat plăcut sînt:

• utilizarea apei; • folosirea umbrei; • adoptarea soluţiilor planimetrice com­

pacte pentru construcţii - semnificaţia raportu­lui zonă exterioară, volum interior.

Orientarea construcţiilor urmărea dimi­nuarea efectelor soarelui torid şi creşterea efectelor brizelor răcoroase spre sud-est şi nord-est. Conservarea energiei şi utilizarea corectă a energiei solare au fost întotdeauna caracteristicile acestei arhitecturi, determinate de o orientare bioclimatică corectă.

Deşi tipul de locuinţă predominant este cel cu patio, fiecărui tip de locuinţă îi corespund mai multe variante de modele. (*3)

Poate mai mult decît în alte modele de arhi-lnctură şi urbanism, în zonele cald - uscate se romarcă o mare varietate de spaţii localizate nilio interiorul şi exteriorul clădirii. Camerele nil comunică direct cu aerul supraîncălzit din IXterior, ci prin intermediul altor spaţii deschise . intre curte şi stradă se interpune cel puţin un /Id, un corp de clădire, un spaţiu tampon, clădirile, deseori au mai multe niveluri.

O amplasare adaptată, o corectă dimen­sionare a tipurilor de deschideri sînt elemente i o pot spori în mare măsură confortul lo-DUlnţelor.

I loalizarea zonelor umbroase prin alei «unporite total sau parţial sînt caracteristicile iln buză ale acestei arhitecturi, ca de altfel şi || Idlna tradiţională care oferă un microclimat

Inlmior confortabil.

27

I S T O R I C

Curtea interioară era folosită pentru umbră. Străzile care le bordează formează o unitate organică, avînd ca scop protecţia termică. De aceea se poate considera că primul spaţiu umbrit este strada, urmează curtea interioară şi vegetaţia ei, eventuale portice şi galerii, iar apoi încăperile. Această succesiune de spaţii umbrite generează un microclimat unitar, rela­tiv răcoros, realizat de însăşi rezolvarea arhi­tecturală.

Un exemplu tipic de ecodesign este această casă tradiţională din Bagdad, Irak. Se observă zonificarea spaţiilor interioare în vederea con­trolului natural al climatului. Piesele amplasate

la subsol şi la primul etaj sînt răcoroase în tim­pul verii, din cauza construcţiei cu ziduri groa­se de cărămidă. Acoperişul terasă poate fi folosit în timpul zilei ca loc de dormit. Dispozitive special amenajate pe acoperiş lasă să intre curenţii de aer rece, care circulă în spaţii special amenajate prin zidărie şi cuprind recipiente de argilă umede plasate în josul acestor conducte. Cel de-al doilea nivel con­struit în lemn traforat şi sticlă este încălzit de către razele soarelui hivernal, avînd un efect de defazaj termic cu acoperişul.

(după D. Reuther)

7Ca

28

I S T O R I C

începînd sec. 18, au apărut numeroase invenţii ce utilizau energia solară. Aceste invenţii au fost puse în aplicare în construcţii în multe regiuni ale Statelor Unite, (după 1920). Termenul de "casă solară" a fost utilizat pentru prima oară în articolele ziarelor care apăreau la Chicago. Aceste case aveau pe faţada sudică ferestre mari, astfel concepute încît să capteze cît mai multă radiaţie solară directă.

Anii 1900 - 1960 au fost perioada în care sistemele solare pasive renasc ca interes. I'rintre altele, există exemple de încălzire pasivă cu apă. anterioare acestor ani, dar do­cumentaţia în materie este săracă. în con­cluzie, se poate spune că există un număr li­mitat de exemple de clădiri cu sisteme solare pasive, construite în acest răstimp. Majo-nlalea lor au fost structuri experimentale, con-slruite de universităţi sau institute de cercetări, in orice caz, acest mare volum de cercetări a condus în final la dezvoltarea teoriei sistemelor pasive solare.

Pope începuse aceste cercetări în 1886, ilar de abia în 1903 se aplică noile concepţii în proiectarea unui sistem termic pasiv. Cer-M t l r l l e îşi urmează cursul iar în 1940 s-a con-

iimi prima clădire pasivă bine documentată. Aceasta a fost "Duncan - Keck House" din olului Illinois.

Arhitecţi precum Geoge şi William Keck au li ml pionierii unor astfel de construcţii. Ei au "ilimcoperit" efectul încălzirii directe de către iiuiiro a construcţiilor, prin intermediul pereţilor if Itlclă: prima clădire este construită în 1932 pniiiru expoziţia "Casa de mîine", iar în anul, lu:i:t este realizată faimoasa Crystal Palace Iiriiitrij Tîrgul Internaţional din Chicago.

Duncan - Keck House nu foloseşte altceva •!'H ii încercările anterioare ale sistemelor ter-

I ce folosesc masa construită, sau masa în • Brflblnaţie cu aerul (sistem sugerat de Pope). Im lohlmb, a fost folosit un sistem de masă

Ilflcat. Faţada sudică vitrată permitea I«iIi«|IhI solare să treacă prin ea şi să

oască pereţii şi pardoseala spaţiilor inte-• li mi o In timpul zilei, aportul termic puternic al

Planurile unei case de pe plantaţiaOrmond, lîngă New Orleans; piesele sînt dispuse de aşa manieră încît beneficiază de cea mai bună ventilaţie naturală

Una din casele realizate după cercetările lui Pope.

Duncan House.

2 9

I S T O R I C

Casă realizată de MIT.

OULWUW

Concepţia bioclimatică a casei prototip a lui George şi William Keck, pentru Greens Ready Built Homes (1940), este bazată pe încălzirea solară directă prin ferestre ,iar la interior, existenţa pereţilor pasivi, din zidărie groasă, cu rol de stoca) termic.

"Casa solară IV", construită de MIT, în cadrul Fundaţiei "Cabot Research Program", la Lexington, Massachusetts.

soarelui încălzea casa, iar în timpul nopţii, căldura înmagazinată de masa clădirii era redată spaţiilor prin convecţie. Pentru a evita radiaţia estivală, întreaga faţadă sudică a casei era larg deschisă.

Plecînd de la aceste prime rezultate care se dovedeau a fi promiţătoare, cei doi arhitecţi au fost convinşi că soarele poate să încălzească o clădire fără să se mai apeleze la un alt mod de încălzire. Ca urmare, ei au proiectat şi con­struit mai multe reşedinţe, ale căror construcţii erau prevăzute cu goluri largi pe faţadele sudice şi care în timpul iernii bene-ficiau de această căldură captată.

Construcţiile mai erau prevăzute cu ele­mente ce ofereau umbră în timpul verii, evitînd supraîncălzirile. Pereţii interiori groşi erau con­struiţi din cărămidă, iar planşeele de aseme­nea aveau dimensiuni considerabile; toate acestea, pentru a asigura o mai bună inerţie termică a construcţiei.

Metodele de încălzire prin intermediul radiaţiei solare erau completate prin existenţa perdelelor izolante. Dar în lipsa mijloacelor efi­cace de stocare a acestei energii, în timpul iernii, condiţiile confortului nu erau asigurate. Astfel s-a ajuns la concluzia că ferestrele nu pot asigura decît o parte din căldura necesară încălzirii unei clădiri, desigur, numai în cazul unui climat rece.

Casele construite de M.I.T. între anii 1 9 3 9 -1956 şi Peabody House construită în 1949 sînt cele mai bine documentate exemple de locuinţe solare, unde partea majoră a nece­sarului de căldură era obţinută de un colector solar special (superficial), împreună cu un sis­tem de înmagazinare.

După 1938, au început cercetările asupra panourilor solare, care permiteau captarea căldurii solare la o temperatură suficient de mare pentru ca aceasta să poată fi înmagazi­nată pe o durată de cîteva zile, în vederea disponibilizării ei atunci cînd este nevoie.

30

I S T O R I C

în perioada 1938-1961, Massachusetts Institute of Technology studiază şi pune în execuţie patru construcţii. Primele trei, con­struite chiar în campusul MIT sînt considerate ca fiind primele proiecte bazate pe folosirea lichidelor în sistemele de captare şi stocare .în astfel de sisteme, lichidul folosit era o soluţie de antigel, care transporta căldura de la capta­tori în spaţiul ce trebuia încălzit. Cea de-a patra casă solară, construită la Lexington, Massachusetts în anul 1958, nu a fost locuită; sistemul său solar a fost studiat timp de doi ani, după care, sistemul de încălzire a fost înlocuit cu unul tradiţional şi casa a fost vîndută.

în 1949, la Dover, Massachusetts, s-a 1 proiectat şi construit o casă al cărei sistem

Holar de încălzire putea să satisfacă toate oorinţele energetice (de încălzire). Concepută (In arh. Eleanor Raymond şi ing. termician Mnria Telkes, această casă a fost prima la care au fost folosiţi captatori solari cu aer care iiansporta căldura în interior. Sistemul de sto-ca|, de o concepţie cu totul nouă, folosea compuşii chimici pentru absorbţia şi eliberarea căldurii, după cum cereau necesităţile, trecînd do Iii o stare lichidă la una solidă, sau invers.

La mijlocul anilor 50, inginerii Ray W. Bliss || Mary K. Donovan au instalat mai multe sis-Itiine solare în Arizona. în aceaşi perioadă au apărut şi alte instalaţii solare ale lui George Lof hi I larrry Thomason la Washington D.C. Toate noaste case au constituit un punct de plecare I>iiiîtru cercetările ulterioare.

La începutul anilor 50, ca urmare a cos­ii mini şi inconvenientelor ecologice a carbu-irtii|ilor fosili pentru încălzire, s-au repus în dlSCUţle vechile proiecte. Aceste proiecte doviidiseră că sistemele solare de captare şi utncnre erau din punct de vedere tehnic posi­bi l i i i,ii chiar rentabile. Casele construite de MIT ilninonstraseră că, într-un climat rece şi cu • intltăţi mari de precipitaţii, ca cel din Noua

- i i ' i \ sistemele solare sînt eficiente.

Casa Dover; o veche instalaţie de încălzire solară, unde s-a folosit un stocaj prin căldura de fusiune; cea.

8 0 % din necesităţile de încălzire erau asigurate de aportul so lar ; ea a funcţionat între anii 1949- 1954.

Casă soiară ia Westbrook, Connecticut (1974); este una din primele case solare construite de Donald

Watson pentru piaţa particulară, în Noua Anglie.

Casă la New-Century, Illinois (1976); este una din casele concepute pentru a fi vîndute marelui pub lie.

31

I S T O R I C

Două din casele construite^de Harn/fhomson.

Casă solară construită de Feiix Trombe.

Casă solară experimentală a Universităţii din Colorado; este una din cele trei case identice finanţate de Fundaţia Naţională pentru Ştiinţă, în vederea testării diverşilor captatori.

Harry Thomson construieşte trei locuinţe solare în regiunea Washington, între anii 1959 - 1963. Toate casele folosesc acelaşi sistem. Colectoarele sînt din aluminiu ondulat, vopsite în negru, acoperite cu un singur rînd de geam şi plasate pe feţele sudice ale pantelor mari ale acoperişului, sau cu sisteme "skylight" pe feţele vestice sau sud-vestice. Căldura apei este transferată sistemului de acumulare com­pus dintr-un tanc cu apă înconjurat de pietre cu dimensiuni mici. Casele cuprind şi sisteme de răcire a aerului pentru zilele călduroase.

în 1957 în Franţa, Felix Trombe constru­ieşte o casă în care, în loc să folosească acoperişul ca suprafaţă colectoare, foloseşte faţa sudică a unui perete de beton, în faţa căruia se află un geam de sticlă; sistemul este denumit "peretele Trombe".

începînd cu 1970, preţurile ridicate pentru combustibilii fosili au făcut din nou ca atenţia să fie îndreptată asupra energiei solare. încep cercetările în mod foarte serios, atrăgîndu-se atenţia asupra faptului că energia solară poate fi sursa majoră de energie pentru încălzirea şi răcirea clădirilor.

Casele solare construite între anii 1972 -1974 reprezintă o mare varietate şi ilustrează diferite căi de colectare, stocare şi distribuţie a energiei solare în scopul încălzirii, răcirii caselor şi producerii apei calde.

Aşa s-a ajuns ca în zilele noastre tehnolo­gia solară să cunoască un real succes, insta­laţiile solare fiind la îndemîna oricui; în multe cazuri, ele sînt mult mai economice decît sis­temele tradiţionale de încălzire. Actualmente, problemele legate de încălzirea solară sînt de ordin practic şi vizează mai mult problemele estetice.

32

I S T O R I C

3.2. I S T O R I C U L I L U M I N A T U L U I P A S I V

Tehnica iluminatului pasiv se pierde în istorie, pentru că toate culturile l-au folosit într-o formă sau alta, acest sistem avînd prio-ritate faţă de oricare alt sistem de iluminare artificial, în orice caz, chiar şi cele mai vechi soluţii erau complicate. Concepţia era de aşa natură încît nivelele specifice de iluminare să corespundă locurilor cu activităţi specifice, nu numai pentru a facilita confortul vizual, dar şi pentru a crea stări psihologice deosebite.

Exemple documentate de sisteme de ilumi­nat pasiv anterioare anului 1600 Î.Chr. sînt puţine, şi aceasta nu din cauză că au fost puţine realizări, ci datorită faptului că majori­tatea clădirilor perene în timp erau mor­mintele, care nu aveau nevoie de lumină. Dar, din perioada 1600 Î.Chr. - 600 d.Chr., sînt numeroase exemple care arată cu claritate varietatea diferitelor moduri de iluminare na­turală precum şi a tehnicilor lor.

Templul lui Ammon din Karnak. Sistemul natural de iluminare era gîndit cu minuţiozitate, aşa fel încît să ofere diverse nivele de ilu­minare. Jocul de umbre şi lumini din interiorul sălii hipostile creează senzaţia că aceasta este infinită pe toate direcţiile. Alte părţi ale tempu-lui erau mai mult sau mai puţin luminate. De exemplu altarul era intens luminat printr-un fascicol puternic. Tehnicile de iluminare folosite în construcţie includeau sistemul con­structiv, precum şi alte construcţii ajutătoare. De altfel, se conta mult pe efectul psihologic.

3 3

I S T O R I C

Forumul lui Traian - 98 d.Chr. - este un ex­celent exemplu de folosire a arcelor şi bolţilor în aşa fel încît să creeze spaţii pentru trecerea luminii şi să permită acesteia să fie reflectată către clădire. Diferitele nivele de iluminare furnizau diverselor funcţiuni lumina dorită. Astfel, holul cel mare al pieţelor, localizat lîngă centrul clădirii, era luminat aproape în între­gime prin lumina reflectată din interior şi nici un pic de lumină directă nu atingea aceste spaţii. Multe magazine şi locuri pentru afaceri, care înconjurau holul cel mare, erau gîndite a fi luminate în mod specific. Alte spaţii gîndite a fi "birouri" erau luminate local (cea mai bună lumină pentru scris.). Spaţiile folosite la depo­zitare sau lucru erau luminate prin skylight (lumină egală).

Secţiune transversală prin Forumul lui Traian, Roma Centrul cuprinde cea. 150 de magazine şi birouri ;

datori ta articulaţiei pe 5 nivele, arhitectul realizează o dezvoltare maximă a spaţiului creînd un peisai original si pitoresc care închide latura nordică a Forumului

Panteonul din Roma. Construit în anul 120 d.Chr., este cel mai bun exemplu de fo­losire a unui singur lanternou central pentru iluminarea interiorului. In pereţii laterali ai rotondei au fost plasate cu grijă nişe în aşa fel încît numai în anumite zile ale anului razele soarelui le luminau. Astfel, sînt şapte nişe plasate în diverse locuri ale rotondei.

Hagia Sofia este o construcţie monumen­tală, care, iniţial a fost construită ca biserică creştină şi care acum este o moschee musul­mană. Este renumită prin aşa-zisul "dom pluti­tor" din centrul nartexului, înconjurat de 40 de geamuri care sînt pur şi simplu inundate de lumina directă a soarelui şi dau naştere unei spectaculoase reflecţii care face să strălu­cească învelişul interior de aur al domului. Impresia este atît de puternică, încît suportul constructiv, format din coloane, dispare, şi aşa cum spunea Procopius, un filozof al timpului, domul pare "suspendat de cer cu un lanţ".

Perioada cuprinsă înte anii 600 şi 1800 este bine definită în materie de sisteme de ilu­minare atît a construcţiilor importante, cît şi neimportante - de la simplul geam la vitraliu. La aceastea se adaugă lumina dată de lumînări şi şeminee pentru iluminatul din timpul nopţii.

Catedrala Notre-Dame din Paris este una din cele mai vechi catedrale gotice franceze. Iluminarea este realizată prin numeroase "ferestre lungi" şi ferestre rotunde - "rozete". Feresrele lungi erau înalte de 2-3 nivele şi se terminau cu cîte o rozetă la partea superioară. Nivelul de iluminare nu era foarte mare, dar iluminarea prin vitralii presupunea trecerea luminii naturale prin intermediul acestora către interior, practic, o descompunera şi o recom­punere a ei. Combinaţia tuturor culorilor sti­clei din care se compunea vitraliul, oferea în interiorul catedralei o lumină cu calităţi foarte apropiate de cele ale luminii naturale.

Spre deosebire de exemplele anterioare Catedrala Saint Paul din Londra oferă un sis­tem complex de luminare. Lumina pătrunde printr-o serie de "puţuri de lumină" apropiate de vîrful domului, combinîndu-se cu cea care intră prin laternele lungi ale apexului domului. Lumina trece astfel printr-o varietate de struc­turi interioare şi eventual prin următorul dom interior. Folosirea puţului de lumină în combi­naţie cu lanternele este un exemplu unic de iluminare în arhitectură.

Construcţiile obişnuite foloseau soluţii sim­ple de iluminat natural. Astfel, pentru The Great Chalfield Manor House s-au folosit fe­restre largi amplasate deasupra nivelului ochiului, care furnizau o cantitate mare de lumină dar cu o mică strălucire. Ferestrele apar localizate oriunde este posibil.

Palazzo Farnese este o clădire începută în anul 1534, a cărei faţadă este inspirată de ordinele suprapuse ale teatrului lui Marcellus şi ale Coliseului. Michelangelo termină aceas­tă operă, adăugînd cel de-al treilea ordin. Nivelele de iluminare ale spaţiilor interioare sînt gradate, datorită celor trei tipuri de feres-tre care lasă lumina naturală directă şi cea reflec­tată de spaţiul curţii să pătrundă în interior.

Secolul XIX a fost cel mai important în viaţa iluminatului pasiv. S-au folosit cele mai clare exemple de noi tehnici de iluminare a clă­dirilor, rupîndu-se astfel legătura cu tehnicile tradiţionale. în general, clădirile încep să-şi mărească suprafeţele de sticlă, dar fără să se facă un efort de corelare a necesităţilor de ilu­minare cu iluminatul natural. Cu această ocazie s-a apelat din ce în ce mai mult la ilumi­natul artificial, fereastra fiind folosită mai mult în scopuri estetice decît funcţionale. Rezultatul a fost negativ, o generaţie întreagă de clădiri adoptînd soluţii proaste de iluminare.

Muzeul Universităţii Oxford este construit în 1855 într-o manieră mult mai tradiţională, excepţie făcînd acoperişul de sticlă. S-a con­statat însă că iluminarea nu a fost corect reali­zată la nivelul spaţiilor expoziţionale. Ca ur­mare a erorilor de iluminare, în aceste clădiri ca şi în altele s-a luat decizia efectuării unor studii formale a fenomenelor luminii diurne. Aceste cercetări nu au început decît în secolul următor.

I S T O R I C

Crystal Palace a tost construit în 1851. Construcţia expoziţională a fost premergătoare tîrgurilor inter­naţionale. Ea a fost concepută ca o gigantică seră, fără să se pună problema luminii şi nici a încălzirii. Din acest punct de vedere nu este o construcţie reuşită, furnizînd prea multă lumină, dar compensînd cu alte atribute care i-au adus faima.

Odată cu secolul XX au început să se facă cercetări în mod sistematic asupra luminii de zi atît în interiorul clădirilor, cît şi în afara lor. Cercetările timpurii ale iui Blondell (1912) definesc fotometria luminii de zi şi sugerează căile matematice de determinare a nivelelor de iluminare. Kimball, în 1912, la Chicago, deter­mină pe căi matematice calea optimă de localizare a soarelui (altitudinea soarelui şi azimutul). De asemenea, el face cercetări rel­ative la reducerea disponibilităţilor solare şi a radiaţiilor datorate poluării atmosferei. în 1939 odată cu înfiinţarea Building Research Station încep cercetările sistematice şi unificate asu­pra luminii de zi. Ca urmare a aceastor cerce­tări, în 1947 Anglia a fost capabilă să includă norme de iluminare naturală în proiectarea clădirilor.

în perioada anilor 1960 - 1970, o serie de rupturi majore s-au produs între studiul calcul­ului luminii de zi disponibile (în funcţie de condiţiile meteorologice) şi normele de pro­iectare, care au generat serioase cercetări în domeniul iluminatului natural.

Anglia, Africa şi Suedia se remarcă prin dezvoltarea metodologiilor şi tehnicilor speci­fice acestui fenomen (lumina naturală).

Capela de la Ronchamp (Le Corbusier) Lumina naturală este introdusă cu mare măiestrie

prin goluri ce penetrează pereţii groşi ; nu este folosit nici un alt sistem adiţional de iluminare; în timpul nopţii se folosesc numai lumînări.

\fw

Unitate de locuit în Marsilia {Le Corbusier); fere­strele de pe părţile estice ţi vestice sînt protejate prin

elemente de arhitectură; pe latura nordică nu există goluri.

3 7

I S T O R I C

Casă din perioada de sinteză a culturilor geto-dacice şi romană.

Folosirea spaţiilor tampon

Casă din satul Borca-Neamţ.

Casă din Mangalia.

3.3. LOCUINŢA TRADIŢIONALĂ ROMANEASCĂ, LOCUINŢĂ BIOCLIMATICĂ

"A construi o clădre racordîndu-te climat­ului nu este un lucru uşor. Locuinţa tradiţională ne-o dovedeşte. Dacă sfntem determinaţi a redescoperi această preocu­pare, aceasta înseamnă că a fost posibil să o uităm."

Dominique Mignot

Locuinţa tradiţională rurală, rezultat al unei epoci cînd sursele de energie chiar dacă nu erau numai lemnul, erau încă foarte puţin exploatate, era o locuinţă bioclimatică. (3)

Construcţia trebuia de fapt să se apere con­tra rigorilor climatului, fie că era vorba de frig, căldură sau vînt. Locuinţa trebuia să creeze posibilitatea unei vieţi autonome.

în afara caracterului "regional" datorat folosirii materialelor locale pentru edificarea structurii (pereţi, acoperiş), şi a unei organizări funcţionale răspunzînd unor activităţi agricole sau artizanale bine stabilite, această locuinţă prezintă calităţi de adaptare la climat şi la sit.

"Este normal ca în condiţiile noastre de economie de energie să se poată construi din nou locuinţa care să respire cu anotimpurile oferind astfel un exemplu de sistem pasiv de arhitectură solară."

Implantarea casei nu se făcea niciodată la întîmplare. Aceasta era construită în apropierea unei surse de apă sau la limita unui teren agricol. Orientarea casei se făcea în aşa fel încît faţada sudică avea o mare posibilitate de însorire. Alegerea locului cît şi implantarea propriu-zisă ţinea seama de condiţiile mediu­lui înconjurător din imediata apropiere.

38

I S T O R I C

Ancorarea în sol este puternică. De regulă, casa se contopea cu relieful, fără să rănească situl. Aceasta se obţinea prin:

• utilizarea formei terenului şi a denivelărilor ca volant termic;

• aranjarea spaţiilor tampon în aşa fel încît să protejeze spaţiile locuibile de diferenţele de temperatură zilnice şi sezoniere;

• prezervarea solului; • amenajarea taluzărilor în scopul protecţiei

spaţiilor; • amenajarea vegetaţiei ca element de pro­

tecţie; • folosirea materialelor locale.

Structura protectoare. Ca şi pentru organi­zarea funcţională în elaborarea structurii se regăsesc principiile izolării maxime a casei şi în mod egal, principiile adaptării la factorii micro-climatici. Posibil de realizat prin:

• folosirea volumelor şi formelor foarte vari­ate, adaptate diferitelor regiuni (în sud casele sînt mai puţin masive ca în nord);

• punerea accentului pe aerodinamisul con­strucţiei;

• amplasarea deschiderilor şi dimensiona­rea lor era concepută în aşa fel încît spre nord erau puţin numeroase şi cu dimensiuni mici (faţadele orientate spre vînturile dominante), iar spre sud dimensiunea golurilor creştea în scopul unei mai bune însoriri;

• folosirea obloanelor sau a storurilor care au funcţia de a reţine căldura noaptea şi iarna, iar vara, de a apăra contra razelor soarelui;

• oricare ar fi fost implantarea caselor, deschiderile cele mai mari şi numeroase se situează pe faţada cea mai bine orientată: sud, sud-est, sud-vest; în unele cazuri, avansarea acoperişului are funcţia de parasoleil, pentru partea din faţă, sau de protecţie, poiată, pentru faţada din spate;

Bordei - satul Castranova

Casa olarului din Marginea

3 9

I S T O R I C

Gospodărie- Cîmpul lui Neag

• prispa şi balconul (galerie exterioară) servesc atît pentru uscarea recoltei, cît şi pen­tru prepararea şi uscarea hranei;

• climatizare întărită prin plantaţii. De exemplu, amplasarea arborilor foioşi care în timpul iernii sînt desfrunziţi, deci, lasă razele soarelui să pătrundă către casă, iar vara, dim­potrivă, coroana lor bogată oferă o umbră deasă, o adevărată protecţie împotriva razelor puternice ale soarelui.

• Acoperirea se realiza din materiale izolante şi constituia protecţia împotriva difer­enţelor de temperatură. Tot în acest scop se folosea şi disimetria pantelor (pune casa la adăpost de vînturile dominante), panta mare foiosindu-se la nord şi astfel faţada sudică se degaja.

• Materialele de acoperire erau izolatoare prin însăşi natura lor: şarpanta, învelitoarea ceramică, stuful etc.

• Spaţiul tampon constituit din volumul podului (loc de depozitare al fînului) apăra spaţiile locuibile de frig sau de căldură. Pentru o bună circulaţie a aerului, pentru evitarea supraîncălzirilor, precum şi pentru posibilitatea uscării fînului sau alimentelor, se foloseau acoperirile temporare aflate la partea supe­rioară a casei (lucarne, tabachere).

Adoptarea tehnicilor simple fn serviciul economiei de energie şl realizării confortu­lui era o condiţie firească. Această arhitec­tură hioclimatică era bazată atft pe uti­lizarea elementelor naturale ca sol, vegetaţie, soare, cit şl pe elementele struc­turale, spaţiale şi funcţionale.

4 0

I S T O R I C

3 . 4 . S E R A

Serele grădinii botanice din Paris (arh. Rohaultde Fleury)

Numărul realizărilor bioclimatice axate asupra serelor şi cercetările teoretice din ultimii ani au permis experimentarea şi dovedi­rea eficacităţii termice a serelor în diferite regiuni climaterice. Sera, investită cu o nouă funcţiune, - generatoare de căldură şi nu nu­mai de lumină - devine un spaţiu locuibil şi captator în acelaşi t imp; ea rezolvă contradicţia: suprafaţă captatoare/perete transparent. (55)

în loc să închidem soarele în pivniţă (loc privilegiat pentru stocaj) - spune Isabelle Hurpy şi Frederic Nicolas - sera face ca lumi­na să intre profund în interiorul spaţiului de locuit şi ne permite astfel să profităm din nou de soare. Captatorii ne-au confiscat această plăcere. Spaţiile reci, pe care încă le asociem, iarna, cu golurile vitrate, verandele, ar putea fi reinterpretate în arhitectură şi reintroduse ca locuri potenţiale de viaţă.

Istoria arhitecturii dezvăluie faptul că serele au avut un rol important în arhitectura euro­peană a sec. XVIII şi XIX. Iniţial, consacrate culturii plantelor exotice, serele horticole s-au perfecţionat între secolul XVI şi XVIII; controlul

Model de seră -Catalog Guillot (1838)

4 1

I S T O R I C

ambianţei era vecin cu acela ce se poate reali­za astăzi în serele pasive. Serele locuibile însă, nu au urmat aceeaşi evoluţie.

Primele care au existat - grădinile de vară ale aristocraţilor englezi aveau un regim termic relativ bine studiat, pentru că de acolo se recoltau tructele tropicale.

în continuare însă, concepţia serelor s-a dezvoltat într-un context urban care a adus după sine o degradare a performanţelor ter­mice. (14)

Odată avîntul luat de industria fierului şi a sticlei, la începutul secolului al XlX-lea, serele locuibile au luat o mare amploare, folosirea şi scara lor devenind foarte variate. Este de fapt apogeul marilor suprafeţe vitrate. Exemplele sînt numeroase: primul pasaj parizian acoperit, la Palais Royal, în 1892, sera Grădinii de Plante, gări, mari magazine, halele expoziţiilor universale, simbolizînd evoluţia industrială.

Crystal Palace este, în această materie, un faimos exemplu de inovaţii tehnologice puse în operă şi bazate pe o industrializare deschisă.

Toate aceste edificii sînt executate din metal şi sticlă pentru o raţiune precisă: căutarea luminii, deci a unei transparenţe maxime. Electricitatea nu exista, şi chiar dacă apăruse încălzirea cu cărbune, pentru iluminat se folosea tot gazul.

Pentru aceeaşi raţiune, dar la o scară mai mică, arhitectura domestică şi burgheză a sec­olului XIX face ca locuinţele să se deschidă către verande, grădini de iarnă, bow-window-uri.

Se poate spune chiar că marile suprafeţe vitrate au fascinat omenirea sfîrşitului de secol XIX şi că elanul pe care l-au inspirat arhi­tecţilor a atins paroxismul în proiectele utopice ale expresioniştilor germani.

Simbolismul era clar: regăsirea luminii şi a purităţii; progresul trebuia să elibereze ome­nirea, transparenţa în arhitectură se regăseş­te în transparenţa raporturilor sociale, care aduce după sine armonia.

Mai tîrziu, higieniştii, apoi funcţionaliştii, au folosit sticla pentru a oferi spaţiilor de locuit o însorire corespunzătoare (Le Corbusier). (*7)

42

Este epoca unde mişcarea modernă, Bauhausul, se joacă cu efectele plastice ale sticlei şi cu contrastele între pereţii opaci şi cei transparenţi.

Avansînd în timp, totul se hiperbolizează prin apariţia sticlei fumurii şi a aerului con­diţionat. Astfel, sticla, care prin transparenţa ei trebuia să stabilească o relaţie între interior şi exterior, devine o barieră de netrecut, şi aşa cum spune J. Harper şi Fr. Nicolas", devenită oglindă, sticla nu mai face decît să reflecte urmele istoriei în faţa căreia este pusă".

"De la peretele cortină pînă la peretele cap­tator nu este decît un pas, pas care a fost făcut cu ocazia crizei energetice, redes-coperindu-se astfel, efectul de seră".

Apariţia conceptului de "captator locuibil" a permis alte sensibilităţi de exprimare. Astfel sera, ca loc de viaţă temporară, rezolvă două antagonisme: loc de captare / loc de viaţă, tansparenţă / suprafaţă captatoare. Conce­pută în acest fel, ea creează o prelungire a spaţiului interior, folosit ca spaţiu de viaţă atun­ci cînd condiţiile o permit. La acestea se mai adaugă şi faptul că iniţial costul este scăzut, iar costul de folosinţă este nul, ceea ce o face economic viabilă.

Organizarea spaţială este repusă ca pro­blemă, de data aceasta însă ca urmare a constrîngerilor termice. Astfel că, spaţiul dinamic al serei aduce noi valenţe noţiunii de confort.

Şi aşa cum spun cei doi autori citaţi anteri­or: "sera, element tradiţional al vocabularu­lui arhitectural, restituie anvelopei rolul său dinamic şl dedublează faţada, Ins-taurmd atlt o zonă de tranziţie vizuală ctt şl ter­mică".

43

I S T O R I C

3.5. P R I M E L E A P L I C A Ţ I I T E H N I C E A L E E N E R G I E I S O L A R E

Mecanism elaborat în anul 1774 de către Academia de Ştiinţe (sub supravegherea lui Lavoisier) care se baza pe concentrarea luminii solare prin intermediul a două lentile puternice Este considerat primul cuptor solar pentru topirea met­alelor.

• în anul 213 Î.Chr, Arhimede incendiază flota romană :"co ajutorul oglinzilor, ei au dat foc corăbiilor inamice la Siracuza", după cum povesteşte Gallen;

• în anul 1615, în Paris s-au folosit panouri solare care încălzeau apa aflată în doua recipiente adosate unui zid. De aici, un sistem de tubulatură conducea apa caldă într-o fîntînă care, în acest fel, curgea în mod con­tinuu (apa se recircula);

• în sec. 18, Villete, un optician din Lyon, utilizează fierul foarte bine polisat pentru a construi un cuptor solar cu ajutorul căruia me­talele se puteau topi. Aceste cuptoare erau apoi exportate în Persia şi Danemarca;

• în anul 1774, Academia de Ştiinţe, sub conducerea lui Lavoisier, concepe un meca­nism ce se baza pe concentrarea luminii solare prin intermediul a două lentile puternice. Acesta este de fapt cuptorul solar pentru topirea metalelor.

44

I S T O R I C

• Napoleon III îl susţine pe Auguste Mouchot în conceperea unui motor cu aburi care folosea energia solară şi care a funcţio­nat cu succes în anul 1872;

• inventatorul suedez John Ericson obţine un doctorat onorific la Universitatea din Lund pentru cercetările sale în domeniul motoarelor solare care foloseau aerul cald, anterioare anului 1886;

Hi Abel Pifre construieşte prima presă care funcţionează cu ajutorul energiei solare. Cu această presă s-a tipărit revista "Le Journal Soleil";

Hi primele cercetări asupra pilelor solare datează din anul 1839. Dar numai în anul 1931, dr. Bruno Lange face demonstraţia con­versiei fotovoltaice;

• în Statele Unite cercetările asupra energiei solare încep în sec. 19;

• în anul 1885, revista "Scientific American" descrie un sistem de captatori solari metalici ce puteau servi drept acoperiş pentru o uzină, cît şi sursă energetică pentru funcţionarea utilajelor;

• la sfîrşitul sec. 19 şi debutul sec. 20, au fost brevetate aparate solare de către Charles Devis (1899) şi Robert Mclntyre (1911);

• în 1908, Frank Shuman, în Taconi, Pensilvania, fondează societatea Sunpower Company în scopul construirii unei pompe solare de 55 CP cu vapori, destinată a iriga împrejurimile oraşului Cairo;

•I în 1912, funcţionează cu succes o uni­tate pilot pentru irigaţii. Celebri oameni de ştiinţă americani, ca G. Abbot şi R. H. Godart IU făcut cercetări în domeniul energiei solare incă din 1916;

• la sfîrşitul anilor 20, se pot nota mai multe aplicaţii la sisteme solare folosite pentru încălzirea construcţiilor la Scotty Castle, Death California, si Phoenix, Arizona.

Panouri solare folosite pentru încălzirea apei din două recipiente adosate unui perete; prin intermediul unei tubulaturi, apa alimenta o fîntînă care în acest mod funcţiona încontinuu.(Paris, 1615)

Aparat solar pentru încălzit apa, inventat de Robert Mclnthyre, 1911

4 5

H E L I O T E H N I C A

4 H C E R C E T Ă R I A S U P R A • ENERGIEI S O L A R E , • H E L I O T E H N I C A

Heliotehnica, care se adresează în mod special inginerilor, este o ştiinţă tînără, căreia începe să i se recunoască importanţa pe măsură ce i se dovedeşte valoarea practică. Ea îşi datorează o oarecare maturitate pre­coce poluării cauzate de către combustibilii fosili, precum şi rarefierii recente a acestora.

Progresele heliotehnicii au ridicat însă con­troverse. Un mare număr de partizani ai săi o laudă, spunînd că materia primă a ei - radiaţia solară - este gratuită şi nepoluantă, în timp ce duşmanii săi au tendinţa de a se plasa pe plan financiar. Situaţia se prezintă astfel: energia solară este într-adevăr gratuită, dar tot atît de adevărat este că instalaţiile solare sînt deo­camdată scumpe. Aşa că trebuie făcut un cal­cul corect al cheltuielilor de investiţie şi amor­tizare a echipamentelor necesare pentru captare, exploatare şi stocare. (*1)

4 . 1 . C O N V E R S I A E N E R G I E I S O L A R E

Energia solară poate fi transformată în căldură, electricitate, energie chimică sau în energie mecanică; dar, aşa cum a remarcat prof. Perrot, trebuie distinse două procedee: conversia directă şi cea indirectă. (*2)

1. Conversia directă comportă conversia fototermică (a), conversia fotoelectrică (b), conversia fotobiologică (c), conversia foto-chimică (d).

a) Conversia fototermică este cel mai simplu procedeu de conversie, care constă în transformarea directă a radiaţiei solare în căldură.

Cînd radiaţia solară atinge suprafaţa unui corp, o parte a radiaţiei este reflectată sau este difuzată; o altă parte traversează materia dacă aceasta nu este opacă radiaţiei; iar a treia parte este absorbită.

Cînd corpul este opac, absorbţia radiaţiei care nu a fost reflectată sau difuzată este

Heliotehnica este o combinaţie de disci­pline axate asupra cercetării şi tehnicilor de aplicare, relative la utilizarea energiei solare.

(definiţie dată de B. Eldrige)

totală, într-un strat de grosime mai mare sau mai mică, acest strat fiind foarte subţire dacă este vorba de un metal. Energia astfel primită se disipează fie prin conducţie la interiorul cor­pului, fie prin convecţie la suprafaţă, sau prin emisiunea unei radiaţii proprii a corpului con­siderat, depinzînd de natura şi temperatura suprafeţei sale.

Temperatura corpului la un moment dat corespunde bilanţului termic rezultat din luarea în calcul a energiei incidente, a energiei disipate la temperatura considerată şi eventu­al a energiei extrase (în cazul unui dispozitiv de captare a radiaţiei solare). Rezultă de aici că temperatura unui corp care primeşte radiaţie solară este cu atît mai ridicată cu cît radiaţia incidenţă este mai intensă, mai puţin reflectată sau difuzată şi că acel corp este mai absorbant, radiază mai puţin şi este mai bine izolat termic.

Cînd radiaţia solară se transformă în căldură în interiorul unei incinte, aceasta se va numi "nucleu termic". Dacă acest nucleu ter­mic conţine substanţe de tratat sau copt, este vorba de un "cuptor solar"; dacă nu, nucleul termic este considerat un "schimbător termic".

Cu ajutorul conversiei termice se pot obţine randamente de conversie de 50-60% sau de 70% în cazuri excepţionale.

b) Conversia fotoelectrică este o cale de viitor foarte interesantă, iar efortul este di-recţionat pentru găsirea celui mai bun materi­al de utilizat, fotopilele cu siliciu avînd un slab randament şi un cost foarte ridicat. Cu toate acestea, fotoelectricitatea a făcut deja obiectul aplicaţiilor industriale.

Dacă, în cele mai bune condiţii, se primeşte o radiaţie solară de 0,1W/cmp la suprafaţa unei fotopile, nu se poate recupera mai mult de 0,02W/cmp, chiar răcind fotopila şi re-ducînd la maximum pierderile prin reflexie, prin intermediul unui strat antireflectant, tran-

46

H E L I O T E H N I C A

sparent şi foarte subţinre. Suprafaţa utilă a unei fotopile dintr-un material monocristalin nu depăşeşte 5 cmp; se înţelege, deci, de ce energia debitată de o astfel de pilă este foarte slabă. în mod obişnuit se utilizează siliciul, dar se caută noi materiale care au un randament de conversie acceptabil. Cu seleniura de cad­miu s-a atins un randament de 6% şi cu arse-niura de galiu s-a depăşit această limită, dar cele mai bune rezultate s-au ob-ţinut cu anti-moniura de aluminiu şi cu teliura de cadmiu.

Se mizează pe folosirea fotopilelor, pentru că sînt singurele care prezintă avantaje dintre toate tipurile de generatoare de electricitate; durata utilizării este, practic, nelimitată.

c) Conversia fotobiologică. Fotosinteza clorofiliană se realizează în plantele verzi; uti-lizînd bioxidul de carbon din atmosferă, se

degajă oxigen. Acesta fotosinteza nu uti­lizează din spectrul solar decît radiaţia vizi-bilă şi pe cea din apropierea ultravioletului. Plantele verzi terestre şi fitoplanctonul din oceane fixează prin fotosinteza cantităţi enorme de carbon; astfel, un hectar de cîmp de porumb fixează într-un an 9 tone de carbon, corespunzînd unei fotosinteze de 18 tone de materie organică. Plecînd de la aceste con­statări, s-a ajuns la concluzia că un mijloc efi­cace de utilizare a energiei solare la scară mare este fotosinteza clorofiliană. Pentru a obţine prin acest mijloc produse energetice, se preconizează cultura intensivă a alegelor monocelulare, de tipul algelor "energetice" în "insolatori biologici".

Culturi de acest fel se pot cita la laboratorul de la Roquette şi de la Bouzille-en-Putois.

pasivă

captare în clădiri

captator plan cu convectle natur ală

captare termică

activă

ENERGIE SOLARĂ

conversie termoelectrici

captator ptan,tix

captator cu dispozitiv de urmărire

sisteme de colectare cu focalizare

sistem ce lucrează pe baza gra-dientului oceanic

centrale solare

instalaţii de desalinizare

obţinerea energiei electrice prin ciclu

termodinamic

descompunerea pe cale termică a apei (obţinerea hidroge­

nului)

» conversie 00

a foto-8 chimieâ BO

a o

captare totemică

o oua

9 a

conversie foto-

voitaia

a nan

8

a

feiomasa

reacţii fotochimiee hidrogen

baterii solare şi sisteme terestre

panouri staţionare

panouri cu concentra­tori de urmărire

staţii orbitale

transmisia energiei electrice prin

microunde

47

H E L I O T E H N I C A

d) Conversia fotochimlcă şi fotoelectrochimică

Se poate utiliza radiaţia solară fără transfor­mare în căldură, pentru producerea directă a reacţiilor fotochimice. Aceasta se poate clasa în trei categorii: reacţii fotochimice reversibile, permiţînd stocarea de energie; reacţii fotochim­ice ireversibile, producînd combustibili sau electricitate; reacţii fotochimice ce permit sinte­tizarea unor molecule şi obţinerea pe această cale a unor produse utilizabile industrial.

Conversia indirectă Utilizează calea termică şi comportă în prin­

cipal, atît operaţii pur termice, care nu fac să intervină decît schimburi de căldură, cît şi operaţii termodinamice, pentru care intervine o sursă caldă şi o sursă rece, cea din urmă jucînd un rol capital. Cu aceste operaţiuni termodinam­ice, energia apare sub formă termică sau mecanică (cu utilizarea unui fluid) sau sub formă electrică (termoelectricitate, termoionică).

Conversia termodinamică Se pot distinge două tipuri de transformări

termodinamice: termoelastice, realizate cu aju­torul unui fluid (aer sau vapori de apă) în ciclu închis, şi transformări termoelecrice.

Transformările termoelastice comportă cicluri termodinamice. Tipul ciclului şi natura fluidului sînt strîns legate de domeniul de tem­peratură de funcţionare al motorului termic. Motoarele termice de putere scăzută, care funcţionează între o sursă caldă şi una rece prezintă o diferenţă de temperatură relativ

slabă, avînd un randament foarte redus. Din contră, dacă temperatura sursei depăşeşte 200°C, se obţin randamente mai ridicate. Există o limită superioară pentru temperatura de supraîncălzire, pentru că trebuie ţinut cont de rezistenţa mecanică şi chimică a oţelurilor; în practică, nu se depăşesc 550°C.

Conversie termochimică. Acest tip de conversie presupune produ­

cerea unei materii energetice cu mare viitor în industrie: hidrogenul. Energia solară poate, prin descompunerea termochimică a apei, să producă hidrogenul solar.

4.2. STOCAREA Şl REGULARIZAREA ENERGIEI SOLARE

Este inexact ce se spune despre problema stocajului energiei solare, că ar fi întotdeauna dificil de realizat. Energia solară fiind peri­odică, utilizările sale cele mai simple sînt cele care satisfac necesităţi periodice, fără pro­bleme de stocaj: cazul pompării apei sau pro­ducerii de frig. (*3)

în alte cazuri, cum ar fi extracţia directă a energiei solare pentru producerea de energie domestică cu ajutorul unităţilor electrosolare care folosesc baraje de apă, este suficient ca aceste baraje să fie închise în timpul orelor cînd energia solară va furniza electricitate şi în acest fel, stocajul de energie va fi echivalent unui stocaj indirect al energiei solare.

48

H E L I O T E H N I C A

Se pretinde deseori că stocajul energiei solare este dificil de realizat, dacă nu imposi­bil, în mari cantităţi. Este vorba de rezer­voarele de mari dimensiuni, care trebuie insta­late, sau de marile acumulări de pietre, care sînt greu de realizat, sau de volumele enorme de beton, care trebuie prevăzute.

Dar natura dă exemple de stocaj indirect al energiei solare la o scară gigantică. Este vorba de conversia biologică a energiei solare prin fotosinteza şi de vaporii de apă atmosferici. Sub acţiunea radiaţiei solare asupra apelor marine sau continentale, se produc vapori de apă; căldura lor latentă care este de circa 600 de calorii pe gram, se restituie cînd vaporii de apă se condensează; această condensare con­stituie originea norilor, a ploilor şi a furtunilor.

Există procedee foarte diverse de stocare asupra cărora cercetările se concentrează: acestea sînt stocajul termic, hidraulic, volantele de inerţie, stocajul pe cale chimică (reacţii reversibile), stocajul pe cale fotochi-mică, etc.

STOCAJUL PRIN INTERMEDIUL BATERIILOR DE ACUMULATORI ELECTRICI

Pentru producerea energiei electrice via energia solară, se pot utiliza baterii de acumula­tori, dar acest fel de stocaj este astăzi costisitor şi are un randament scăzut. Apariţia bateriilor mult mai uşoare decît bateriile clasice cu plumb va deschide calea unui stocaj practic al energiei obţinute cu generatori solari, cu condiţia ca preţul acestor baterii să fie abordabil.

STOCAJUL TERMIC

Astăzi, cel mai practic mod de stocaj este cel sub formă termică, cu condiţia de a se plia servitutilor ciclurilor termodinamice, cînd se doreşte obţinerea energiei mecanice.Căldura poate fi transportată de către un fluid şi acu­mulată de masa unor materiale refractare, care la rîndul lor vor restitui această căldură înmagazinată în timpul perioadelor fără însorire; se pot utiliza de asemenea tuburi îngropate, prin care circulă fluidul, căldura fiind

Baterie încărcată de o maşină electrică formată din discuri de sticlă aflată în rotaţie, inventată de John Cuthbertson în anul 1780

Una din primele centrale pentru producerea şi sto­carea energiei electrice, concepută de Faraday

în anul 1896

49

H E L I O T E H N I C A

astfel transmisă solului, unde ea este în-mag-azinată, pentru a fi după aceea recupe-rată prin circulaţia fluidului cu temperatură joasă.

Pentru încălzirea solară domestică, există sisteme de acumulare a căldurii în pereţi de beton sau în depozite de materiale (mai multe tone de pietre, sau rezervoare cu apă caldă).

Stocajul termic se mai poate realiza şi cu ajutorul vaporilor cu presiune mare, dar aceas­ta nu poate fi utilizată decît sub 600°C pentru raţiuni tehnologice cunoscute. Pentru unităţile electrosolare cu conversie termodinamică, tre­buie prevăzute diverse tipuri de stocaj în timp: un stocaj de scurtă durată (o oră, sau două), unul diurn (15 - 24 ore), sau de cîteva zile, precum şi un stocaj sezonier.

Pentru asigurarea unui stocaj termic, în prezent se fac cercetări asupra materialelor ce prezintă o căldură de fuziune ridicată, astfel limitînd considerabil volumul stocajului nece­sar. Printre materialele care se întrevăd se găsesc fluorurile alcaline sau alcalinopămîn-toase, propuse de laboratoarele Philips. Fluo­rurile sînt stabile pînă la temperaturi ce depăşesc 1000°C, cu condiţia ca să fie total deshidratate.

O altă cale care atrage atenţia este stocarea căldurii prin intermediul unui ulei de petrol foarte rafinat şi cu mare stabilitate termică.

STOCAJUL HIDRAULIC

Se ştie că, în cazul unei centrale hidroelec­trice, pentru a face faţă orelor de vîrf de con­sum electric, se poate stoca energia pompînd apă către un rezervor superior suplimentar, în orele cu consum redus, utilizîndu-se astfel energia, atunci cînd aceasta este în excedent.

Acest tip de acumulare hidraulică de ene­rgie a fost studiat în vederea aplicării lui la unităţile electrosolare.

STOCAJUL PRIN VOLANT DE INERŢIE

Procedeul mecanic de stocaj al energiei realizat prin rotaţia unui număr de volante de energie concepute în mod special, apare ca o soluţie originală şi interesantă. Marea majori­tate a prototipurilor de astfel de volante cunos­

cute pînă în prezent sînt de oţel, iar capaci­tatea lor de stocaj nu depăşeşte 50Wh/kg.

Un proiect de "super volant" de inerţie, stu­diat de universitatea americană John Hopkins, prevede utilizarea unui material compus, mai uşor decît oţelul şi care permite stocarea a 5 kWh/kg; printre altele, un astfel de super-volant va fi de 10 ori mai ieftin decît volantul de oţel.

STOCAJUL PE CALE FOTOCHIMICĂ

Fotochimia, ştiinţă fizico-chimică, a fost definită de către prof. J. Lemaire ca fiind "o fizică şi o chimie a stărilor excitate, produse pe cale optică". Starea excitată este reprezen­tată printr-o moleculă care conţine un exce­dent de energie, aceasta putînd fi consider­abilă; de exemplu, absorbţia unui foton de lungime de undă egală cu 2537 angstromi furnizează moleculei 112 kcal.

Fotochimia a progresat mult în ultimii ani, aşa că este mai mult ca sigur că aplicaţiile vor putea fi folosite în domeniul stocajului energiei solare.

CONVERSIA BIOLOGICĂ Şl ^ ^ R O D U ^ g A J D E ^ E T i A N ^ O L A r ^ ^ ^ ^ ^ ^

Există un procedeu care astăzi este bine pus la punct în vederea stocării energiei solare prin intermeiul conversiei biologice: este vorba de cultura intensivă de alge, cu care se poate produce metan prin digestia anaerobă.

STOCAREA ENERGIEI SOLARE PRIN INTERMEDIUL HIDROGENULUI SOLAR

O soluţie propusă de curînd constă în realizarea unui volant regulator prin intermedi­ul hidrogenului. Pentru aceasta, se va utiliza ca materie primă apa, care, prin concentrare de energie solară, va fi încălzită pînă la 1000°C şi disociată în hidrogen şi oxigen, hidrogenul constituind sursa energetică.

50

H E L I O T E H N I C A

4 . 3 . CAPTAREA ENERGIEI SOLARE

Radiaţia solară se poate capta în mod di­rect prin intermediul panourilor plane recep­tive, special echipate şi denumite insolatori. După caz, insolatorii permit producerea aerului cald sau încălzirea unui lichid, circulaţia făcîn-du-se prin termosifon, pompă sau ventilator.

în afară de captarea directă, se mai poate face şi captarea indirectă, prin intermediul oglinzilor sau lentilelor care modifică direcţia razelor solare şi în general le concentrează înainte de conversia lor în energie utilizabilă.

Aparatele de captare sînt fixate (insolatorii plani) sau orientabile (oglinzile sau lentilele solare), orientarea fiind în mod general asigu­rată de către un dispozitiv automat. Se pot uti­liza de asemenea aparate semi-fixe, care se orientează într-un mod discontinuu, după direcţia radiaţiei incidente.

INSOLATORII

în general, un insolator comportă în mod esenţial: (*4)

• o suprafaţă absorbantă, care aproape întotdeauna este o suprafaţă înnegrită şi mată. Suprafaţa înnegrită este locul conversiei ter­mice şi serveşte la transferul căldurii către flu­idul calorifug;

• înveliş transparent, format dintr-un geam tratat, antireflectorizant, în general cu o grosime de 4mm. Rostul dintre geam şi corpul insolatorului poate fi umplut cu un mastic spe­cial cu silicon, sau cu un profil de cauciuc, rezistent la îmbătrînire;

• o izolare termică, compusă din: acope-rămîntul transparent, care reduce pierderile termice prin efectul de seră; o izolaţie în spate Şl lateral, care trebuie executată cu multă atenţie (poliester armat cu fibră de sticlă sau poliuretan).

Presa solară cu care s-a imprimat publicaţia "Le journal Soleil", 1882

51

H E L I O T E H N I C A

INSOLATORII PLANI CU LICHID

• au o mare varietate de aranjare a tuburilor prin care circulă lichidul calorifug;

• lichidul este în general pompat în partea de jos a colectorului;

• soarele încălzeşte suprafaţa insolatorului; • lichidul calorifug primeşte căldura de la

suprafaţa înnegrită prin convecţie şi aceasta este transmisă mai departe, în vederea încălzirii spaţiilor sau a înmagazinării ei.

INSOLATORII PLANI CU AER

coMKica s e

• lucrează în mod similar cu cei cu lichid; • aerul este pompat cu ajutorul unui venti­

lator; • suprafaţa colectorului se încălzeşte de la

soare şi mai departe încălzeşte aerul cu care vine în contact;

• refularea aerului se face la capătul de sus al colectorului la o temperatură de 54° pînă la 66°C;

• aerul este introdus în spaţiile de locuit sau este pompat către magazia termică.

52

H E L I O T E H N I C A

^ Ţ l ^ r e j c O ^ C Ţ O A R ^ U S P A T J ţ J J ^ D ^ r ^

Acest tip de colector este recent folosit şi are avantajul că tuburile reprezintă o suprafaţă care este expusă perpendicular pe razele inci­dente ale soarelui, pe tot parcursul zilei. Se foloseşte atît cu apă, cît şi cu aer. (*6)

INSOLATORI DE TIP SOLARVAK

• comportă un cofraj de plexiglas care conţine suprafaţa absorbantă din aluminiu sau cupru acoperit cu un strat selectiv;

• în cofraj este vid, în scopul reducerii pierderilor termice;

• acest insolator poate atinge temperaturi ce depăşesc 100°C.

INSOLATOR DE TIP SUN A - R j . O _ _ _ _

(denumit "cu corp negru invizibil")

• temperatura fluidului este de circa 130°-140°C în timpul verii, iar iarna (în funcţie de regiune) se ating temperaturi de 80°C.

5 3

H E L I O T E H N I C A

CONDIŢIILE DE INSTALARE ALE INSOLATORILOR

Insolatorii pot fi ficşi sau mobili (montaţi pe un suport orientabil, pentru a putea urmări mişcarea soarelui), dar nu este necesar ca ei să fie orientaţi în permanenţă, de aceea, în cele mai multe cazuri sînt ficşi.

Pot fi instalaţi pe acoperişuri, terase, sau ca panouri separate, instalate pe sol orizontal sau în pantă. Există de asemenea insolatori "auto-portanţi", adaptaţi pentru construcţia aco­perişului.

Insolatorii sînt prezentaţi sub formă de pa­nouri ce pot fi asamblate.

Este suficientă orientarea lor către sud, sud-vest, cu o înclinaţie faţă de orizontală sau în poziţie verticală (cei fixaţi pe pereţi). Cînd sînt înclinaţi, unghiul de înclinare depinde de latitudinea locului. Pentru latitudini cuprinse între 40° şi 50°, se adoptă vara o înclinare de 35", iar pentru iarnă o înclinare de 60°. Pentru adoptarea unei poziţii fixe se ia în calcul lati­tudinea locului ±10°.

PIERDERILE TERMICE ALE INSOLATORILOR

în ciuda asigurărilor luate pentru o mai bună izolare termică, pierderile termice sînt inevitabile. Ele depind de: natura materialului, orientarea insolatorului, înclinarea în raport cu planul orizontal, condiţii meteorologice, tem­peratura suprafeţei absorbante.

Ameliorările aduse constau în faptul că se pot face limitări ale pierderilor termice. Suprafeţele "selective" de tipul plexiglas sau hostaflon au succes.

TEMPERATURI Şl RANDAMENTE OBŢINUTE CU INSOLATORI

Sînt cu atît mai mari cu cît razele incidente sînt mai puternice, iar pierderile termice sînt mai mici. Se obţin temperaturi de 40-60 C cu aparate obişnuite. Astfel, pentru zonele tem­perate se admite ca insolatorii simpli să obţină temperaturi de 60-70°C şi cîteodată 80°C. Pentru aceste temperaturi randamentul global al conversiei termice este de circa 25%, iar

54

H E L I O T E H N I C A

pentru temperaturi de 50-60'C, randamentul atinge şi 50%. Pentru temperaturi mai mari de 100°C (folosinţă domestică) se folosesc inso­latori compuşi sau insolatori cu concentrare.

COLECTORI SOLARI CU CONCENTRARE

Radiaţia solară se poate concentra direct cu ajutorul lentilelor sau oglinzilor concave, dar sistemul cel mai utilizat în heliotehnica este cel cu oglindă. Trebuie remarcat totodată că radiaţia difuză, neutilizată de către captatorii cu concentraţie, reprezintă deseori circa 2 0 % din energia solară. Lentilele din sticlă sînt puţin folosite, datorită preţului lor foarte ridicat. Se pot executa lentile lichide sau lentile din mate­riale plastice, care sînt mai ieftine şi care prezintă avantajul că sînt incasabile. Acestea pot avea dimensiuni mari şi se pot obţine cu ele temperaturi de ordinul a 1000°C. în cazul oglinzilor concentratoare, se disting trei tipuri de concentrare:

• o semiconcentrare (de ordinul 100°C) prin intermediul oglinzilor cilindro-parabolice;

• o concentrare apropiată de 1000°C prin intermediul unui mare număr de oglinzi, focali-zante sau nu, care asigură urmărirea soarelui, denumite "heliostate";

• o concentrare exactă, obţinută cu ajutorul unui sistem optic stigmatic care comportă heliostate plane şi o oglindă parabolică (exem­plul cuptorului solar de la Odeillo) şi cu care se pot obţine temperaturi de cîteva mii de grade.

CONSTRUCŢIA OGLINZILOR CONCENTRATOARE

La origine, aceste oglinzi erau din aramă sau alte metale uşor alterabile; apoi, sa pro­pus utilizarea aliajelor de mare duritate, pentru evitarea depolisării lor sub acţiunea particu­lelor atmosferice proiectate de către vînt; apoi s-a utilizat sticla argintată sau aluminată, alu­miniu polisat, tablă de aluminiu polisată prin laminare sau prin procedee electrolitice şi pro­tejată printr-un film de aluminiu depus prin pro­cedee anodice; ulterior, s-au utilizat masele plastice aluminate în vid şiprotejate printr-un film de siliciu sau aluminiu. în zilele noastre se consideră că cel mai bun material este alu-

5 5

H E L I O T E H N I C A

miniul pur, dotat cu puteri reflectorizante la fel de mari ca cele ale argintului (este reflectori­zant atît pentru ultraviolet, cît şi pentru infraroşu). Se pot utiliza şi oglinzi de sticlă la care metalul reflectorizant este dispus în spatele sticlei, dar în acest caz radiaţia solară traversează de două ori grosimea sticlei. Pentru evitarea acestui inconvenient, metalul reflectorizant se poate depune pe prima faţă a sticlei, iar pentru protecţia lui se vaporizează în vid aluminiu sau siliciu.

FORME, DIMENSIUNI Şl FUNCŢIONAREA ^ O G U N Z I L O R C O N C E j m ^ A Ţ O A R E ^ ^ ^ ^

în comparaţie cu insolatorii plani care captează atît radiaţia solară directă, cît şi cea difuză, oglinzile concentratoare funcţionează în mod normal numai cu radiaţia solară directă, pe care ele o primesc fără intermediari sau prin intermediari constituiţi din oglinzi plane utilizate ca "oglinzi orientate".

Oglinzile conecntratoare liniare pot fi cilin­drice, cilindro-parabolice sau conice. Oglinzile cilindrice sau cilindro-conice permit urmărirea soarelui cu ajutorul unor mişcări simple, ceea ce nu se întîmplă în cazul oglinzilor paraboli­ce. Oglinzile presupun două rotaţii. Oglinzile tronconice de revoluţie sînt subiectul ultimelor cercetări; se pot obţine temperaturi cuprinse între 150° şi 400°C. Folosirea oglinzilor sferice

este de asemenea întrevăzută şi este folosită într-un ansamblu ce se compune dintr-o oglindă mare sferică concavă şi o oglindă sfer­ică convexă de 2,5 ori mai mică.

LACURI SOLARE

Un sistem original de "bazin solar" sau "heleşteu solar" a fost studiat de către fizicia­nul Tabor, la Institutul de Cercetări Helioter-mice din Jerusalim. Este vorba de un mare insolator de tip bazin, al cărui fund este negru. Acest bazin este umplut cu straturi de apă sărată şi în aşa fel suprapuse încît cele mai dense să fie la fund; altfel spus, gradientul de salinitate provoacă un gradient de densitate. Aceste straturi de apă sărată pot fi încălzite de către radiaţia solară fără să se producă mişcări de convexie. Astfel, pierderile termice în stra­turile profunde sînt reduse în mod considerabil.

Suprafaţa se poate acoperi cu o cuvertură de material plastic, evitîndu-se astfel evapo­rarea. La suprafaţa planului apei nu sînt decît pierderi termice lejere, prin radiaţie, pierderile prin convexie fiind foarte reduse.Deci, căldura acumulată la fundul bazinului poate atinge o temperatură de 90° pînă la 100°C. Rămîne numai de extras această temperatură, în ve­derea diferitelor întrebuinţări. (*9)

j8 S B i

Cuptorul solar de la Mont Louis, Franţa

56

A R H I T E C T U R A S O L A R A

5 j j j A P L I C A Ţ I I Î N A R H I T E C T U R Ă

5.1

Energia directă a soarelui poate avea multe şi foarte diferite aplicaţii în arhitectură. Acestea sînt:

• încălzirea clădirilor. Atît sistemul pasiv, cît şi cel activ, pot fi folosite pentru încălzirea spaţiilor interne sau externe ale clădirilor. Se poate obţine o oarecare independenţă faţă de sistemele cu combustibili fosili.

• Răcirea clădirilor. Răcirea prin inter­mediul soarelui poate fi realizată în mod mecanic, prin apelînd la metodele reci de absorbţie. Sistemele reci de evaporare depind de vaporizarea apei prin scăderea tempera­turii aerului, avînd cele mai bune efecte în cli­matele uscate.

• încălzirea apei menajere. Sisteme de colectare pot utiliza căldura soarelui pentru a oferi apă caldă în scopuri menajere, pentru suplimentarea sistemelor de apă caldă exis­tente, sau pentru încălzirea bazinelor cu apă.

• Ventilare. Folosirea energiei solare pen­tru stimularea mişcărilor aerului poate fi o metodă economică a ventilaţiei pasive a clădirilor. Depinde de cotele relative de admisie şi evacuare a curenţilor, în acest fel se poate stimula răcirea clădirilor vara.

• Ventilarea cu aer temperat presupune introducerea aerului rece, care poate fi tem­perat - preîncălzit sau prerăcit înaintea intrării în clădire.

Desen de David Lesh

• Umidificarea. Folosind energia soarelui, poate fi provocată evaporarea apei pentru a permite umidificarea clădirilor.

• Dezumldiflcarea. Cu ajutorul unor disi-canţi, activaţi de către energia solară, se pot dezumidifica spaţiile clădirilor.

• Desalinizarea şl distilarea. Prin inter­mediul unui alambic solar, pot fi extrase din apă, săruri şi minerale.

• Uscarea şl deshidratarea. Alimentele pot fi condiţionate şi ferite de umezeală. Se pot concepe cămări pentru depozitare şi silozuri.

• Arhitectura solară propriu-zlsă. Casele trebuie concepute în aşa fel încît să constituie ele însele colectori solari în perioadele reci, sau să ofere spaţii răcoroase în anotimpurile calde.

5 7

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

Edificiu autonom în oraşul Denver. realizat de P. Flehmer, B. Fliynn, A. Russel.

Construcţie solară la San Mario di Nervi (Genova) realizată de Giovanni Francia.

• Schimbării® fototropice, presupun unele proprietăţi ale materialelor, de a-şi schimba culoarea prin intermediul radiaţiilor solare, în aşa fel încît casele pot avea culori închise, iarna, şi culori deschise vara.

• Peisagistica şl sistematizarea, se re­feră la relaţia construcţiilor cu natura, clima, locul, ţinînd seama de energia solară. Fiecare pom, arbust, deal poate influenţa cerinţele ter­mice ale clădirilor.

• Iluminatul natural reduce considerabil consumul energiei electrice în clădiri. Lumina de zi poate fi introdusă prin acoperiş, pereţi sau alte elemente, iar suprafeţele exterioare reflectorizante pot mări intensitatea luminoasă în clădire.

• Furnale şl cuptoare solare. Energia solară concentrată poate fi folosită pentru prepararea alimentelor sau în scopuri industri­ale.

• Reacţii fotochimice. Energia solară determină recţii chimice atît în regnul vegetal cît şi în cel animal. Sera este o dovadă a aces­tor reacţii.

• Reacţii germicidals. Radiaţia solară ultravioletă este germicidală prin însăşi natura ei. O orientare corectă, poate aduce mari avantaje în spaţii cum ar fi de exemplu spi­talele.

• Generarea puterii electrice. Celulele fotovoltaice, care transformă energia directă în electricitate, nu sînt încă folosite pe scară largă. Deocamdată, numai folosirea directă cu ajutorul concentratoarelor solare este econo­mică şi agreată pe scară largă.

• întreruperea curentului. Lumina soare­lui poate fi folosită pentru activarea unor foto-celule care controlează aprinderea şi stingerea unor dispozitive. Această aplicaţie este deja folosită frecvent la iluminatul străzilor, parchin-gurilor şi a spaţiilor exterioare ale clădirilor.

58

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

5.2. ARHITECTURA SOLARĂ

Case solare există, dar "casa solară" nu există, atît de multe şi diverse sînt tehnologiile şi reprezentările arhitecturale. Fiecare casă este un caz particular, răspunzînd caracteristi­cilor locale, concepţiei sau opţiunilor arhitec­turale. Dar oricare ar fi natura şi parametrii luaţi în consideraţie, o casă solară trebuie să răspundă mai multor funcţiuni majore: protecţie, captare, stocare, distribuţie, climatizare şi regularizare. Fiecare funcţiune fiind determinată, această ordine nu este ier­arhică, dar trebuie să fie subordonată unei logici tehnice. (55)

P R O T E C Ţ I A

Locuinţa solară răspunde unei logici eco­nomice ce vizează să obţină un confort maxim pentru un consum minim de energie şi cost, limitînd necesităţile calorice ale imobilului. Tehnicile de protecţie sînt foarte simplu de aplicat, toate avînd un obiectiv comun şi anume protejarea pieselor principale de variaţiile de temperatură şi umiditate ale medi­ului înconjurător.

Clasate de la exterior către interior, soluţiile utilizabile sînt: vegetaţia, taluzările, aerodi-namismul, izolarea, spaţiile tampon şi acope­ririle temporare.

Vegetaţia, evident, nu poate încălzii at­mosfera, dar nişte tufe de arbuşti sau un alini­ament de arbori pot frîna în mod sensibil cursa vîntului rece dominant; sau plantele agăţă­toare pot în mod egal să protejeze o faţadă de vînt şi de ploaie.

Schema sistemului de încălzire al unei case solare

5 9

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

Două case ecologice arh. Guy Rottier

Taluzărlle pot ajunge pînă la îngroparea totală sau parţială a unei construcţii. Se disting două soluţii: construcţii făcute deasupra solului şi reacoperite cu pămînt, odată terminate; şi construcţii făcute sub nivelul solului, îngropate, în ambele cazuri, interesul este dublu: de a limita expunerile la vînt şi diferenţele de tem­peratură şi de a beneficia de inerţia termică a pămîntului. Se mai pot obţine rezultate bune îngroşînd clădirea cu un strat protector, alcătuit din turbă sau reziduuri industriale bio­logic active, care vor drena apele de ploaie şi vor acumula radiaţiile solare înmagazinate de către stratul de pămînt periferic.

Aerodinamismul vizează limitarea rezis­tenţei imobilelor la vînt. Sînt bine cunoscute unele reguli generale: apropierea de forma ovoidală, evitarea unghiurilor şi articulaţiilor generatoare de turbioane, reducerea suprafe­ţelor perpendiculare pe direcţia vîntului domi­nant.

Izolaţia trebuie să fie bine gîndită şi bine executată din punct de vedere al cantităţii şi al calităţii. Materialele tradiţionale (vata de sticlă, pîsla), precum şi cele noi (spumă plastică, poli-stiren etc.) sînt numeroase şi foarte bine cunoscute. Punerea lor în operă în cazul unei case solare trebuie să răspundă legilor clasice de izolare: poziţionarea izolaţiei la exteriorul pereţilor (suprimă punţile termice), folosirea materialelor de construcţie izolante (betonul celular), geamurile duble sau triple etc.

Spaţiile tampon sînt constituite din piese care pot fi încălzite sau nu, dispuse la nord, nord-est, adică supuse vîntului şi frigului domi­nant, la fel cum le regăsim în vernacularul rural. Celelalte piese principale rămîn expuse soarelui.

Acoperirile temporare sînt izolaţii mobile, destinate acoperirii deschiderilor vitrate în tim­pul nopţii, în absenţa aportului solar, sau vara, cînd căldura acestuia este inoportună. Acestea trebuie să fie etanşe. Obloanele cla­sice sau jaluzelele au performanţe tehnice mediocre. Noile tehnici prevăd soluţii mai avantajoase şi se poate da ca exemplu "peretele cu bile" (polistiren pus între două geamuri). Toate metodele de protecţie mai sus enumerate permit reducerea cerinţelor ener­getice în proporţie de circa 20%.

60

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

CAPTAREA

Diversele forme de captare sînt, în general, clasate în două mari categorii: pasiv (captarea prin elemente arhitecturale) şi activ (captarea prin elemente tehnice exterioare structurii). Această distincţie, care a provocat lungi po­lemici despre casele pasive şi cele active, este destul de sterilă, pentru că locuinţele solare pot fi pasive şi active în acelaşi timp (des­chiderile de pereţi, părţile vitrate constituie cea mai elementară formă de captaj pasiv).

O deschidere pe un perete orientat sud, sud-est permite radiaţiei solare să pătrundă direct în piesele respective, aducînd căldură şi lumină. Orientarea în plin sud este în general privilegiată şi faţada sud are în mod obişnuit cele mai mari deschideri. De asemenea, este de dorit ca în primul rînd să se facă un calcul al raporturilor de căldură potenţiale pentru a determina suprafaţa optimă de vitraj.

CAPTAREA PASIVA

• Ferestrele de pe faţada sudică înde­plinesc funcţia de colectori solari. în acest caz, foarte importantă este izolarea ferestrelor către interior (reducerea pierderilor de căldură noaptea); iar ca rezervor de surplus de căl­dură este considerat sistemul constructiv (planşee, pereţi etc.).

• Sera folosită drept colector solar este de fapt o extindere a conceptului de fereastră solară. Ea expune o suprafaţă mai mare de geam către radiaţia solară, dar cu pierdere mai mare de căldură, dacă izolaţia nu este con­cepută în consecinţă. Poblema va fi reluată în detaliu în capitolul despre sere.

Schema captării

Captarea prin intermediul ferestrelor.

Sera folosită drept colector de energie.

61

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

Perete Trombe.

• Un alt concept de colector pasiv, valabil datorită versatilităţii sale, este "acoperişul monitor", care este de fapt cupola, skylight-ul, lanterna, puţul de lumină, aranjate în aşa fel încît să controleze surplusul de căldură, lumină naturală şi ventilaţia. Acoperişul moni­tor este un sistem sărac în aport de căldură: în primul rînd, pentu că radiaţia solară (căldura) intră pe la partea superioară a clădirii şi apoi pentru că expunerea pe acoperiş presupune un aport prea puternic în zilele de vară; iar iarna, cînd unghiul soarelui este mai mic, razele acestuia pătrund prin acoperişul moni­tor şi este puţin probabil că vor ajunge pe suprafaţa ce poate oferi înmagazinară de căldură. Ele însă au un interes particular pen­tru că sînt surse excelente de lumină naturală.

HI Altă grupă de colectori pasivi, care folo­sesc căldura degajată de părţile superioare ale pereţilor sau acoperişurilor, sînt cei care uti­lizează procedeul de termosifon" (termen tradiţional, aplicat sistemelor mecanice care folosesc proprietatea gazelor şi a apei încăl­zite de a se ridica în mod natural şi de a fi ast­fel transportate către sistemele de înmaga­zinară).

Se pot aplica trei procedee, folosind termo-sifonul. Primul procedeu care îşi găseşte apli­caţie în arhitectura tradiţională, ca şi în pro­iectarea solară, foloseşte căldura solară acu­mulată în spaţiile libere din structura pereţilor şi a acoperişului. Cînd această căldură este mai mare decît căldura spaţiului interior, tre­buie îndreptată spre spaţiul exterior, prin venti­larea indirectă sau forţată a aerului.

• Celelalte două sisteme folosesc întreaga anvelopă a clădirii ca sistem de înmagazinare, iar în mod special, folosesc sistemul denumit "peretele Trombe".

Funcţiile de captare, stocare şi distribuţie sînt asumate printr-un ansamblu constituit dintr-un perete masiv, vopsit de preferinţă cu o culoare închisă, expus la soare şi aşezat în spatele unui gol vitrat (care poate fi o seră). Deschiderea de la baza şi de la partea supe­rioară a peretelui permit aerului încălzit (dintre vitraj şi perete) să intre în spaţiile adiacente şi apoi, răcit, să-şi continue circuitul. Simplitatea

62

A R H I T E C T , J R A S O L A R Ă

reală a acestui principiu nu împiedică însă unele dificultăţi de punere în operă a acestui perete (dimensionarea lui este foarte delicată).

• Un alt sistem pasiv de colectare a căldurii solare este sistemul "solar pond" care pre­supune închiderea artificială a unor volume de apă. Este folosit în special în climatele unde necesităţile pentru răcirea spaţiilor sînt pre­cumpănitoare celor pentru încălzire.

Sistemul presupune însă atît încălzirea spaţiilor, cît şi răcirea lor. El poate fi integrat în structura construcţiei, numai pe acoperiş, sau altă construcţie separată. Pentru fiecare situaţie, controlul proceselor de încălzire şi răcire trebuie să fie bine stăpînit, pentru ca acest sistem să fie eficient. Aceasta pre­supune folosirea panourilor mobile de izolaţie pentru acoperirea sau descoperirea sistemului în funcţie de necesităţi (încălzire sau răcire). Cele mai folosite sînt sistemele cuprinse în acoperiş (exemplul casei Astacadero). Aceste sisteme dau rezultate bune şi în regiunile nordice.

CAPTAREA ACTIVĂ

Se referă la captatorii propriu-zişi.

SISTEME HIBRIDE

Multe din realizări sînt concepute în aşa fel încît sistemele active sau pasive se cuplează. Modurile de cuplare sînt infinite şi fiecare con­strucţie este un caz particular. Sînt alese spre exemplificare patru din soluţiile mai reprezen­tative, (pag. 69, 70, 7 1 , 7 2 ) .

S3

A R H I T E C T U R A S O L A R A

Schema stocării.

Casa Orehona (lingă Bruxelles) ; stocajul este realizat urintr-o cisternă de apă.

Casa Guarinos (Pirineii Orientali); stocajul termic este r e a l i 2 a t din elemente prefabri­

cate înglobate tn masa structurii (s-au folosii cutii de bere umplute cu apă şi apoi recapsulate).

.STOCAREA

'nsorirea variază de la un sezon la altul, dar aporturile de energie solară nu coincid exact c u necesităţile.

„ s Paţ iu i trebuie încălzit şi noaptea şi iarna, cînd însorirea este slabă sau nulă, ştiindu-se c a aporturi le maxime nu sînt în acele m o m e n t e .

. p a r e , deci logică necesitatea stocării ener-9'ei neutilizate imediat, în vederea unei utilizări u | t e r i o a r e Aporturile globale anuale sînt în m ° d normal suficiente pentru a se plia tuturor n e cesitâţi lor, iar un stocaj integral al energiei ° l s Ponib i le ar rezolva, teoretic, toate prob­lemele.

Tehnici le actuale nu permit decît un defazaj Pe exploatare de cîteva ore sau cîteva zile, 'nsă, sînt în studiu şi experimentare mai multe entative de stocaj intersezonier colectiv.

•ehnicile stocajului se pot diviza în două g r u p e : stocajul căldurii sensibile şi stocajul ^ ' d u r i l latente.

Stocajul căldurii sensibile este cel mai ? o r n u n . Este vorba de încălzirea unui corp cu

e r t i e termică mare şi care va rămîne cald un arecare timp în funcţie de masa şi tempera­ră sa. se disting două forme de stocaj ai

călduri i sensibile: * masele termice fac parte integrantă din

C o n s t r u c ţ i e ; • stocajul independent de structură.

• C î n d masele termice fac parte integrantă ™ n c o n s t r u c ţ j e ^ s e p o a t e v o r b j despre stocajul

Pasiv". Pereţii sau dalele pardoselilor sînt r e 3 ' l 2 a t e din materiale grele, care conferă clădir i i 0 inerţie termică apreciabilă atît vara, C l t şi iarna. Dimensiunile şi natura planşeelor t r e b u i e să f ie, în cazul unei perspective de sto­c a j . s t u d i a t e în funcţie de aporturile potenţiale Şi de e n e r g i a susceptibilă de a fi acumulată, Q a r v o l u m u l optim de stocaj trebuie considerat Şi m f u n c ţ i e de preţul care-i revine.

* S t o c a j u l independent de structură este în g e n e r a l constituit din recipiente cu apă sau Paturi de galeţ i , participînd la un sistem "activ".

54

A B H I T E C T U B A S O L A R Ă

Stocajul legat de sistemele active este adaptat ~" la circuitul lichidului calorifug utilizat. Volumul variază de la un program la altul, de la 4 000 I la 20 000 I de apă, sau de la 151 la 1201 galeţi pentru o casă individuală. Aceasta explică dimensiunea mare a acestor stocaje, precum şi greutatea lor, ceea ce atrage după sine pro­bleme dificile de dimensionare a structurii.

O piscină poată să constituie foarte bine un mod de stocare a apei, exploatînd radiaţia solară de-a lungul întregului an. Dificultatea în acest caz rezidă în riscurile de perdiţie din tim­pul iernii, cu o piscină exterioară care este întotdeauna dificil de izolat în mod eficace.

Alte trei moduri de stocare ar f i : zidăria cu goluri (sau pereţi dubli), pămîntul şi rezer­voarele colective îngropate. Primul sistem constă în închiderea galeţilor între doi pereţi neizolanţi. Ansamblul lucrează ca distribuitor de calorii şi volum de stocaj, dar eficacitatea fiecărei funcţiuni este dificilă. Stocajul în adîncime poate fi cu aer sau cu apă; se poate considera ca fiind eficientă îngroparea unei reţele de tuburi pentru recuperarea caloriilor, realizîndu-se o adevărată economie de izolaţie.

Stocajul căldurii latente exploatează un fenomen fizic legat de schimbarea stării diverselor corpuri în funcţie de temperatură. Energia necesară unei astfel de schimbări este sensibil mai mare decît cea necesară unei ridicări sau scăderi de temperatură a unui corp stabil fizic. Energia termică astfel "captată" în timpul unei schimbări de stare este restituită în timpul unei schimbări inverse, care se produce în mod spontan la aceeaşi temperatură.

în cazul unei instalaţii solare, este, deci, interesant de folosit astfel de corpuri, dar este dificilă integrarea lor în zidărie, pentru că tre­buie înlocuite periodic. Cercetările recente întrevăd materiale noi, care ar putea fi perfor­mante în viitorul apropiat.

Sărurile hidratate sînt printre cele mai sim­ple modalităţi de înmagazinare a căldurii pe căi chimice. Procesul de înmagazinare implică fazele de schimbare, în general lichid-solid-lichid, care este indusă de schimbarea de tem­peratură. De exemplu, în casa Dover, au fost folosite sărurile Glauber. Din nefericire, după

(45 cm. grosime - stocaj de inerţie)

65

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

Schema distribuţiei

12

Locuinţă unifamilială (arh. Hellwig ) ; 1 - oblon; .2-captator; 3- priză de aer ;4- stocaj; 5- captator de aer; 6- şemineu solar; 7- ventilator; 8- şemineu de aerisire; 9- cuptor; 10- arzător de gaze; 1 1 - stocaj; 12- perete opac; 13- seră; 14- viţă sălbatică; 15- punctul de sosire al aerului

Casa Lempien; distribuţia aerului cald se face prin canale ;căldura

este transmisă prin circularea aerului activat de venti­latoare puse în mişcare de energia solară.

cîteva cicluri de schimb, sărurile îşi pierd efi­cacitatea şi trebuie schimbate.

Parafina este folosită în mod similar cu sărurile hidratate, dar neavînd problema cristalizării. în schimb se poate solidifica şi atunci pierde contactul cu suprafeţele de schimb de căldură, nerecuperînd, astfel, rata transferului de căldură.

D I S T R I B U Ţ I A

în sistemele pasive, căldura captată este stocată şi radiată direct de către ferestre, ziduri, planşee etc. în sistemele active cu aer sau apă, căldura este distribuită la joasă tem­peratură (circa 30°C), radiatoarele clasice neputînd fi folosite pentru că ele fncţionează la o temperatură mai mare (70-80°C).

Sistemele de încălzire cu aer folosesc în general o reţea de canale care vehiculează aerul cald provenit de la captatori, stocaj sau de la instalaţia auxiliară de încălzire către pie­sele ce trebuie încălzite. Un sistem mecanic de ventilatoare ajută această distribuţie.

Distribuirea căldurii furnizate de către cap­tatorii cu apă este tributară slabei temperaturi de exploatare. în cele mai bune cazuri se pot utiliza convectori cu apă la o temperatură de 45°C. Sistemul preferat este cel al reţelei tubu-lare, înglobate în planşeu.

Sistemele solare distribuie căldură la tem­peraturi joase în mod regulat în timp şi spaţiu, invers decît sistemele tradiţionale care func­ţionează cu surse concentrate.

în general, sînt trei metode prin care orica­re energie termică poate fi distribuită de la colector sau magazie către locul de folosinţă: curgerea gazului, a lichidului şi radiaţia. Fiecare din aceste categorii are diversele sale tehnici prin care distribuirea energiei se poate efectua, dar maniera în care radiaţia solară este colectată şi înmagazinată determină, în mod obişnuit, metoda de distribuţie.

Distribuţia gazelor se poate face prin con-vecţie naturală şi sisteme cu aer forţat.

66

Convecţia naturală este mişcarea de cir­culaţie a aerului, cauzată de gradientul termic, fără asistenţa mijloacelor mecanice. Pentru utilizarea convecţiei naturale în cazul distribuţiei energiei termice solare, trebuie ţinut seama de metodele de control ale distribuţiei convective. Localizarea colectoarelor solare, a stocajului interior şi exterior sistemului con­structiv, a deschiderilor sînt elemente foarte importante pentru succesul operaţiei în cazul distribuţiei convective.

Sistemul cu aer forţat mizează pe echipa­mente mecanice sau energie electrică pentru distribuţia energiei termice. Proiectarea pentru sistemele solare este similară cu aceea a sis­temelor convenţionale cu aer forţat. Totuşi, faptul că temperatura produsă de soare este re-lativ mai scăzută, conductele de aducţiune şi refulare trebuie să aibă dimensiuni mai mari decît cele folosite în sistemele convenţionale.

Distribuţia în cazul folosirii lichidelor se poate face prin radiaţie forţată şi radiaţie na­turală.

Radiaţia forţată mizează pe transferul de căldură, prin radiaţie şi convecţie, de la apa caldă care circulă prin tuburi către aerul care ocupă spaţiile ce trebuie încălzite. în cazul răcirii, sistemul de radiaţie forţată se foloseşte în conjuncţie cu o unitate de refrigerare a aeru­lui, care cuprinde şi un ventilator localizat în punctul de distribuţie către spaţiile ce trebuie răcite. Important în cazul acestei distribuţii este faptul că suprafeţele radiante trebuie să fie mai mari, din cauză că temperatura de exploatare este mai scăzută.

Radiaţia naturală este transferul căldurii prin unde electromagnetice, fără asistenţa altor mijloace mecanice. Proprietăţile radiante ale suprafeţelor emiţătoare şi absorbante, care sînt influenţate de temperatura lor, vor determina valoarea fluxului de căldură dintre ele. Spre deosebire de convecţia naturală, care depinde de gradientul termic, pentru distribuţie, radiaţia naturală depinde de tempe- ratura suprafeţelor diferenţiale. Un exemplu de radiaţie naturală este încălzirea unei sere în timpul unei zile reci. Energia radiantă este transferată direct către

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

Radiaţie naturală

• p i 1 1 Schema transportului.

Schema climaîizării.

Dp Schema instalaţiei auxiliare de încălzire.

suprafaţa serei, nefîind afectată în mod special de temperatura aerului înconjurător. Radiaţia naturală este, în mod particular, folosită pentru colectorii sau sistemele de înmagazinare de căldură care sînt direct expuse către spaţiile ocupate. Casa Astacadero este un exemplu de distribuţie a căldurii solare prin convecţie şi radiaţie naturală.

T R A N S P O R T U L

Majoritatea sistemelor solare au o compo­nentă de transport a energiei care prevede mijloacele prin care lichidul calorifug este miş­cat către colectori sau magaziile termice. în sistemele cu fluide, aceste componente sînt: pompele, valvele, tuburile, ventilatoarele etc.

CONTROLUL, REGULARIZARE Şl CLIMATIZARE

Condiţiile de confort trebuie să rămînă con­stante chiar cînd condiţiile meteorologice evoluează. Diverse echipamente permit adap­tarea imobilului la diferite circumstanţe, asigu-rînd o funcţionare controlată, care poate fi manuală sau automată. în general, aceste echipamente comandă şi instalaţia de com­pletare (de căldură).

^ N S T A U j T J A j ^ U j j C J ^ ^

Este o componentă care furnizează un sur­plus de energie în perioadele cînd sistemul solar este inoperabil sau în perioadele cu condiţii climaterice severe. Sistemul auxiliar se referă la încălzirea cu ulei, gaz, electricitate sau surse alternative de combustibil cum ar fi lem­nul, gazul metan, electricitatea generată de vînt, sau combinaţii ale acestora. Instalaţia aux­iliară poate să opereze independent sau în con­juncţie cu sistemul solar de încălzire. Acest fapt este în mod uzual îndeplinit prin localizarea sis­temului auxiliar între magazia termică şi com­ponentele de distribuţie, pentru a putea permite o întreagă sau parţială cooperare.

68

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

S I S T E M S O L A R D E Î N C Ă L Z I R E C U A P Ă C A L D A Şl C A P T A T O R I PLANI (*5)

T j o m 6 « I c A

AVANTAJE DEZAVANTAJE

• a dovedit tn repetate rlnduri că lucrează bine;

• apa este ieftină şi eficientă d.p.d.v. al transferului de căldură;

• conductele sînt mai mici şi folo-sesc un spaţiu îngust de planşeu; se Interconectează şi modelează uşor (pot acoperi orice suprafafă de planşeu);

• circulaţia apei foloseşte mai putină energie decît cea a aerului pentru acelaşi aport de căldură;

• presupune o arie de schimb de căldură de dimensiuni mai mici decît în soluţiile cu aer.

• cost iniţial ridicat atunci cînd sînt folosite colectoare prefabricate scumpe;

• atenţie în prevenirea coroziu­nii sau îngheţului capabile să pro­ducă blocaje sau stricăciuni;

• pericol de contaminare a apei calde menajere cu apa din magazia termică în cazul spărturilor;

• apariţia scurgerilor oriunde în sistem poate aduce pagube sis­temului şl clădirii;

• cînd se folosesc colectoare cu o eficientă scăzută dar pe suprafaţă mai mare, atunci sistemul va fi mai ieftin.

39

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

S I S T E M S O L A R D E Î N C Ă L Z I R E C U AER C A L D /+> (*5)

AVANTAJE DEZAVANTAJE

• costul total tinde să fie mai mic declt cazul sistemelor cu apă;

• nu apar probleme de corozi­une sau îngheţ, blocare sau cră­pături;

• eventualele crăpături nu au consecinţe severe ca In cazul sis­temelor cu apă;

• nu poate fi vorba de contami­narea sistemului de apă menajeră ca In cazul sistemelor cu apă.

• canalele verticale ocupă o suprafaţă mare din planşeu, pentru că trebuie aliniate unui cîte unul pentru fiecare planşeu;

• aerul avtnd o capacitate de acumulare termică mai scăzută de­clt apa, necesită în mod cores­punzător o capacitate de energie de transfer mai mare;

• attt captatorilor cit şi stocaju­lui, le trebuie o îngrijire atentă (curăţarea prafului); aceasta se poate remedia cu ajutorul filtrelor;

• sistemul necesită o suprafaţă de schimb de căldură mai mare decît sistemele cu apă.

70

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

S I S T E M S O L A R D E Î N C Ă L Z I R E C U APĂ, F O L O S I N D C A P T A T O R I

CU C O N C E N T R A R E (*5)

Jffft CALCĂ ţx>wssricA

AVANTAJE DEZAVANTAJE

• poate oferi o energie potenţială dublă, în comparaţie cu oricare alt sistem cu aer sau apă care foloseşte captatori plani obişnuiţi;

• aria totală de captare este mult mai mică decît aceea folosită pentru colectorii plani;

•formele captatorilor se pretează la producţia tehnică de masă.

• în prezent costul acestor captatori este mai mare decît al celor plani cu aer sau apă;

• aceşti captatori pun prob­leme de fiabilitate a suprafeţelor reflectoare;

• sînt probleme la montare; • aplicabilitatea în climatele cu

ierni serioase este limitată.

71

A R H I T E C T U R A S O L A R A

S I S T E M S O L A R P A S I V CU A E R (*5)

t

AVANTAJE DEZAVANTAJE

B Se nflflto n r A Î A n i f t .. _ I _ SS8 j n P P Î P m a l , u „ , 3 C H ^ a i e proiecta un sistem

electrlf* fia n n n t m l „ . . in t,«ie mai multe cazuri

r e c l a m a n n a i D . 1 c i c u L f i i , ae control cu operare ma­nuală;

i c i - i o i i w uneie sisteme automate

BS COfitljl n n a f a f i r n v J u . * —g s t .

a u "««iiuaie care sînt scumpe şi ( care cer m o d i f i r ă r i î n .t..- ... 1

M O l u l p u d i e t i rea u s simţitor Drintr-O t p h n n l n n i a « i i H n i ^ _: I-

^ w i i iuui i iudn in timpul vieţii 1 " w w i i n u K i y i B simpla şi elimi­narea f * f l n t a * r t f r l r t » - « » _ B ar o n A i i A l n _i _ _ f • m i c e a udpidioriior separaţi;

B CaDtatnrii n n l o i / n i «- «i » are nevoie de o suprafaţă

oostructionantă n ă t m c h w m u ' " l u ' 1 1 P ° t avea funcţiuni diferite în n n r i m i e t K n n t n > i . i » ••

1 u mi uta u a i r e sua pentru 1 cazurile în c a r p n o m } 0 i n « . w 1 , 1 wsarui structuri clădirii

resner^tii/o / n o r a t n _ . , , uinc. iu ^ejre peretele este folosit drpnt r a n l a i n n ' c o ^ c u i v b t perete sau acoperiş). m i c j j i wdpiaiOr;

B în ClimătPlp r>B 1 l a r n i ! • • • *"i i i™wie cu ierni lungi sistemul nu este n n t n n t m i w n i o k n

" c a i c p u i e n ţ i a i valabil; B D O r A n f Ea la n I A I U J A H I -J • _ — p u t e i u i a t e pierderi de căldu­

ra ale colectorului în t i m n u i

• ii i umpui nopţii,

daca acesta nu este bine izolat.

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

5.3. ARHITECTURA SOLARĂ ÎN ROMÂNIA

CERCETĂRI Şl PROIECTE DE ARHITECTURĂ ENERGO-EF1CIENTÂ Şl DE UTILIZARE A ENERGIEI SOLARE

'Toată lumea este de acord cu necesitatea adoptării măsurilor de economisire a energiei, diferind doar tacticile propuse de specialişti pentru realizarea lor efectivă", spunea Sandu Miclescu în anii '80, după mai bine de şapte ani de cercetări referitoare la problemele conexiunilor arhitectură - confort - energie. Evidenţiind ideile lui Amory Lovins, pe care le consideră cu cel mai mare potenţial de impact asupra profesiei de arhitect el arată că "difer­enţierea care se face în ciclul energetic, între energia primară şi cea destinată consumului propriu-zis, îi sugerează nu numai necesitatea, ci şi căile eliminării pierderilor care survin în procesele de convertire şi de distribuţie a energiei".

Trebuie reţinute deci tendinţele referitoare la reducerea pierderilor de energie prin înmulţirea şi răspîndirea în teritoriu a surselor de energie şi prin reducerea reţelei de dis­tribuţie a energiei, remareînd totodată con­secinţele pe care le pot avea aceste tendinţe asupra concepţiilor de sistematizare şi de urbanism. Ca urmare, soluţia cooperării tehnologiilor concentratoare şi de mare randa­ment de producere a energiei cu tehnologiile "blînde", pare a fi cea la care se va recurge în următoarele decenii.

"Trebuie deci, să reţinem, pentru a comple­ta tabloul analizei, tendinţa generală de creştere a interesului pentru energiile libere şi între acestea, în primul rînd, valorificarea energiei solare, remareîndu-se totodată că tehnologiile blînde pot acoperi cu precădere consumurile de joasă temperatură, adică cele specifice exploatării construcţiilor", afirmă în continuare S. Miclescu.

Pornind de la considerentele că: (*11)

"Hotel solar la Jurilovca", arh. S.Miclescu, arh. M.Fetti, arh. M.Opreanu. Studiul şi-a propus să sta­bilească domeniul de utilizare al captatorilor helioîer-mici tip ÎNCERC, atît în cazul folosirii ior pentru echiparea hotelurilor existente, cît şi în ipoteza inte­grării sistemelor de captare în ansambluri hoteliere noi cu funcţionare sezonieră sau continuă.

7 3

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

O locuinţă colectivă cu consum energetic redus, arh. Ion Enescu şi arh. Ioana Berceanu

• utilizarea tehnologii lor heliocaptoare aparţine unui domeniu de vîrf al descoperirilor ştiinţifice;

• reuşita în rezolvarea programului de locuire depinde în cea mai mare măsură de echilibrul relaţiei între condiţiile impuse de mediul natural şi nevoile omului;

• arhitectul este acela care trebuie să selecţioneze dintre toate tentaţiile pe care i le oferă descoperirile ştiinţei, pe acelea care pot fi umanizate şi integrate armonios în realizarea operelor sale,

s-a î n c e r c a t p r e c i z a r e a e l e m e n t e l o r necesare unui m o d de conlucrare a mediu­lui c o n s t r u i t cu cel natural , în benef ic iu! amîndorura.

"între spiritul artistic şi spiritul ştiinţific sau cum le numea Pascal "spiritul de fineţe" şi "spiritul geometric", arhitectul va trebui deci să găsească zona rînduielilor echilibrate".

Analizînd cele două categorii de măsuri pentru reducerea consumului de combustibil şi anume, micşorarea pierderilor de căldură şi utilizarea energiei solare ca nouă sursă de energie, echipe de arhitecţi şi specialişti în domeniile respective au elaborat numeroase studii şi proiecte, dintre care se pot aminti:

• Studiu pentru o casă solară a cărei încălzire se rezolvă printr-un sistem activ (arhitecţi: S. Miclescu, 1. lonescu, C. Olteanu)

• Studiu de execuţia detaliilor pentru elab­orarea şi testarea învelitorilor cu baterii solare (arhitecţi: M. Smigelschi, C. Bratu);

• Studiu privind posibilităţile de introducere a elementului transparent în concepţia de proiectare a clădirilor soci al-culturale vechi şi noi (arhitecţi: S. Miclescu, D. Hardt, M. Fetti, C. Bratu, M. Opreanu);

• Studiu pentru o arhitectură bioclimatică în mediu rural şi urban; Studiu de sistematizare a unor grupuri de clădiri bioclimatice (arhitect C. Jurov);

• Studiu asupra materialelor sintetice cu celule solare integrate (arhitecţi: S. Miclescu şi M. Fetti);

• Studiu de sistematizare urbană referitor la clădirile ce folosesc energia solară (arhitect D. Cristea):

74

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

• Studiu privind influenţa sistematizării urbane asupra conservării energiei în clădiri (arhitecţi: D. Cristea şi M. Eftenie);

• Studiu asupra aportului de energie solară, pe suprafeţe plane cu orientări şi înclinări diferite, în Bucureşti şi Constanţa (ing. C.Oancea, fiz. E.Zamfir. ing. C.Gheorghiţă, mat. T.Brătescu);

• instalaţii de captare a energiei solare pentru prepararea apei calde (ing. R. Filip, proiect IPCT);

• Clădiri de locuit P+1 cu utilizarea energiei solare (arh. P. Curta, proiect IPCT);

• Adaptarea proiectelor tip la utilizarea energiei solare (arh. şt. Mănciulescu, IPCT);

• Clădiri de locuit cu conformarea partiului în vederea utilizării energiei solare (arh. F. Colpaci, proiect IPCT);

• Studiu - Dezvoltarea în perspectivă a clădirilor de locuit, cu luarea în consideraţie a energiei solare (proiect IPCT, arhitecţi: şt. Mănciulescu, S. Florian, în colaborare cu S. Miclescu, M. Fetti, ing. Alex. Cişmigiu de la IAIM);

• Proiect pentru o locuinţă colectivă cu consum energetic redus (arhitecţi; I.Enescu şi I.Berceanu):

• Soluţii de îmbunătăţire a termoizolaţiei ferestrelor la construcţiile de locuinţe şi social-culturale (ing. VI. Platan, arh. Fe. Retty);

• Proiect, Casa solară, Neptun (arh. A. Pereş, Ing. I.Balteş, ing. P. Vasilescu, Institutul de Proiectări "Carpaţi");

• Proiect pentru Hotel solar la Jurilovca (arhitecţi; S. Miclescu, M. Fetti, M. Opreanu).

După Seminarul Româno-Finlandez care a avut loc la IPCT în anul 1980. s-a decis că tre­buie luată o "atitudine" în acest domeniu, care ar presupune stăpînirea fenomenului construc­tiv - arhitectural - urbanistic, prin cunoaşterea aprofundată a problemelor de fizică a con­strucţiilor şi a rezultatelor experimentărilor făcute, prin asigurarea materialelor termoizola-toare şi a echipamentelor de instalaţii specifice cu energie înglobată redusă şi randament sporit, prin evitarea depăşirii baremului investiţiilor suplimentare pe care societatea le poate suporta. Apare evident că "atitudinea" astfel înţeleasă, determină în mare măsură

Casa solară "Neptun", arh. Andreaş Pereş

iniriT

2 J

2 E E 1

d j l ...J.JL..J 4-J-ri O • A e3 vJ j # ' "JHB. 0 »fS *-tf ,|§U «;|

"Analiza de volum" şi "Corelarea dintre capacitatea de conservare a energiei în clădire şi posibilitatea de captare a energiei solare"

7 5

A R H I T E C T U R A S O L A R A

implicaţiile utilizării energiei solare în construcţii.

Din realizările şi mai ales studiile efectuate în ţara noastră se pot desprinde unele con­cluzii cu privire la implicaţiile ce apar. Astfel, pot fi considerate implicaţii de ordinul 1 cele rezultate din aşezarea panourilor pe acoperişul terasă al clădirilor; aceste panouri nu sînt integrate structurii portante, sau ele­mentelor de închidere a construcţiei. O astfel de instalaţie asigură pe o perioadă de 6-7 luni o cantitate importantă de apă caldă de con­sum, necesară locuinţelor sau clădirilor anexe din industrie. Sub aspect estetic se poate spune că sînt mai puţin dezagreabile decît coşurile de fum sau antenele de televizor.

Orientarea obligată a clădirilor, încadrarea posibilă în costuri, apariţia unor detalii con­structive specifice reprezintă implicaţii supli­mentare faţă de situaţia anterioară şi reprezintă implicaţii de ordinul 2. Această integrare a panourilor captoare în elemente ale clădirii conduce la o plastică arhitecturală sat­isfăcătoare, care nu este cu mult diferită de aceea a unor clădiri tradiţionale.

Implicaţiile de ordinul 3 rezidă din modifi­carea structurală a elementelor portante ale acoperişurilor halelor industriale, a piscinelor sau sălilor de sport; organizarea captării energiei solare se suprapune şi se integrează necesităţii de rezistenţă şi de protecţie contra intemperiilor. Forma unor astfel de acoperişuri reprezintă un element novator în ansamblul arhitectural al clădirilor de producţie, sport ş.a

Modificarea întregii construcţii ca volum şi conformare, în vederea utilizării energiei solare ar reprezenta implicaţii de ordinul 4; o astfel de modificare marchează începutul unei mutaţii, conduce către o arhitectură ce ar putea fi numită "solară" şi constituie o nouă concepţie de conformare structural - arhitec­turală în care elementele de captare, stocare, distribuţie etc., sînt integrate organic construcţiei; mai mult chiar, însăşi compoziţia în plan şi în volum a distribuirii diferitelor funcţiuni se schimbă.

Multe din elementele construcţiei capătă noi valenţe, ca de exemplu loggie seră, casa scării - seră, tîmplărie şi pereţi prevăzuţi cu canale de circulaţie dirijată a aerului, pereţi exteriori

dubli din zidărie, vitraj pentru captarea căldurii, etc.

Relaţia construcţie solară - mediu încon­jurător prezintă în cazul folosirii energiei solare, aspecte noi. Unele sînt de ordin fizic şi se referă la modul în care sînt afectate clădirile de împrejurimile lor şi de rigorile climei. Apare necesară atît realizarea ansamblurilor cît mai organic încadrate în situl respectiv, cît şi asig­urarea unei plastici arhitecturale de calitate.

Rezultă astfel noi concepţii urbanistice determinate nu numai de relaţia construcţii solare - mediu înconjurător ci şi de densităţi raţionale, orientare cardinală, relaţia acestei arhitecturi cu cea tradiţională, etc.

în concluzie se poate afirma că evoluţia uti­lizării acestei energii neepuizabile este condiţionată în mare măsură de salturile calita­tive ce se vor obţine în domeniul captării şi transformării ei. Aceste salturi calitative trebuie să se producă atît în activitatea constructorilor cît şi în aceea a specialiştilor. Se poate apre­cia că lecţiile istoriei, geografiei, ecologiei şi a noilor descoperiri ale ştiinţei vor sprijini efor­turile tuturor specialiştilor pentru ca problema energiei să se înscrie între limite raţionale şi eficiente. (*11)

Pro "domus" "Organizarea materiei sub soare în alcătuiri

echilibrate funcţional-constructiv şi estetic pen­tru a oferi omului un mediu confortabil, consti­tuie o trăsătură de bază a creaţiei arhitec­turale. Considerăm, de aceea, că perenitatea operei de arhitectură este determinată în mare măsură de înţelegerea subtilă a relaţiilor între condiţionările (mediului natural) naturii şi nevoile umane reale, efective, specifice unei anume etape a evoluţiei societăţii, după fil­trarea aparenţelor datorate modei momentului. Natura, deci, prin exemplele rezolvărilor ei este nu numai suportul, dar şi principalul model, dascăl al arhitecturii, iar asimilarea modelelor naturii în cadrul unui ecosistem este condiţionată de cercetarea ştiinţifică."

Sandu Miclescu

76

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

K&_ URBANISM SOLAR

arh. Guy Rottier, proiect pentru un "Oraş so lar

Urbanismul solar este o disciplină nouă, aflată la primele ei începuturi. Expansiunea oraşelor a fost mult timp necontrolată, iar în unele cazuri aceasta continuă în mod mai mult sau mai puţin evident. Această stare a privat oraşele, îndeosebi cele din zonele temperate şi industrializate, de acele elemente funda­mentale: aerul curat şi soarele, care sînt la fel de importante din punct e vedere psihologic, cît şi fiziologic.

Pînă în prezent nu s-a ţinut cont suficient de noile posibilităţi oferite de către cunoş-tinţele actuale asupra radiaţiei solare şi implicit ale heliotehnicii, atît pentru amenajarea şi extin­derea oraşelor existente, cît şi pentru con­ceperea celor noi.

După multe dezbateri la nivel mondial, s-a convenit că este necesară o abordare şti­inţifică legată de reparaţia şi intensitatea fluxu­lui energiei solare ce parvine locuinţelor, spaţiilor verzi, oglinzilor de apă, drumurilor publice, sub formă de radiaţie solară directă sau difuză. După caz, această energie trebuie captată, sau, din contra, restrînsă, iar aceasta în funcţie de latitudine, altitudine, anotimpuri, în funcţie de natura materialelor utilizate pen­tru construcţie, de orientarea faţadelor, de lăţimea drumurilor publice, de înălţimea clădirilor. Trebuie să se ţină seama de umbrele purtate pe clădiri (mai ales în cazul turnurilor), de umbrele purtate pe terenurile accidentate sau asupra unor sectoare de aglomeraţie etc. (*3)

m

I *;B,!/|ta ii:f=::|i» a-Ş. t =,,« i

i i i î l " ~ r = - —

Le Corbusier şi Jeanneret," Viile radieuse"; p anu arată zoniticarea în benzi paralele; de la birouri sus) „ i a zonă rezidenţială (mijloc) către zona industriala.

7 7

A R H I T E C T U R A S O L A R A

implicaţiile utilizării energiei solare în construcţii.

Din realizările şi mai ales studiile efectuate în ţara noastră se pot desprinde unele con­cluzii cu privire la implicaţiile ce apar. Astfel, pot fi considerate implicaţii de ordinul 1 cele rezultate din aşezarea panourilor pe acoperişul terasă al clădirilor; aceste panouri nu sînt integrate structurii portante, sau ele­mentelor de închidere a construcţiei. O astfel de instalaţie asigură pe o perioadă de 6-7 luni o cantitate importantă de apă caldă de con­sum, necesară locuinţelor sau clădirilor anexe din industrie. Sub aspect estetic se poate spune că sînt mai puţin dezagreabile decît coşurile de fum sau antenele de televizor.

Orientarea obligată a clădirilor, încadrarea posibilă în costuri, apariţia unor detalii con­structive specifice reprezintă implicaţii supli­mentare faţă de situaţia anterioară şi reprezintă implicaţii de ordinul 2. Această integrare a panourilor captoare în elemente ale clădirii conduce la o plastică arhitecturală sat­isfăcătoare, care nu este cu mult diferită de aceea a unor clădiri tradiţionale.

Implicaţiile de ordinul 3 rezidă din modifi­carea structurală a elementelor portante ale acoperişurilor halelor industriale, a piscinelor sau sălilor de sport; organizarea captării energiei solare se suprapune şi se integrează necesităţii de rezistenţă şi de protecţie contra intemperiilor. Forma unor astfel de acoperişuri reprezintă un element novator în ansamblul arhitectural al clădirilor de producţie, sport ş.a

Modificarea întregii construcţii ca volum şi conformare, în vederea utilizării energiei solare ar reprezenta implicaţii de ordinul 4; o astfel de modificare marchează începutul unei mutaţii, conduce către o arhitectură ce ar putea fi numită "solară" şi constituie o nouă concepţie de conformare structural - arhitec­turală în care elementele de captare, stocare, distribuţie etc., sînt integrate organic construcţiei; mai mult chiar, însăşi compoziţia în plan şi în volum a distribuirii diferitelor funcţiuni se schimbă.

Multe din elementele construcţiei capătă noi valenţe, ca de exemplu loggie seră, casa scării - seră, tîmplărie şi pereţi prevăzuţi cu canale de circulaţie dirijată a aerului, pereţi exteriori

dubli din zidărie, vitraj pentru captarea căldurii, etc.

Relaţia construcţie solară - mediu încon­jurător prezintă în cazul folosirii energiei solare, aspecte noi. Unele sînt de ordin fizic şi se referă la modul în care sînt afectate clădirile de împrejurimile lor şi de rigorile climei. Apare necesară atît realizarea ansamblurilor cît mai organic încadrate în situl respectiv, cît şi asig­urarea unei plastici arhitecturale de calitate.

Rezultă astfel noi concepţii urbanistice determinate nu numai de relaţia construcţii solare - mediu înconjurător ci şi de densităţi raţionale, orientare cardinală, relaţia acestei arhitecturi cu cea tradiţională, etc.

în concluzie se poate afirma că evoluţia uti­lizării acestei energii neepuizabile este condiţionată în mare măsură de salturile calita­tive ce se vor obţine în domeniul captării şi transformării ei. Aceste salturi calitative trebuie să se producă atît în activitatea constructorilor cît şi în aceea a specialiştilor. Se poate apre­cia că lecţiile istoriei, geografiei, ecologiei şi a noilor descoperiri ale ştiinţei vor sprijini efor­turile tuturor specialiştilor pentru ca problema energiei să se înscrie între limite raţionale şi eficiente. (*11)

Pro "domus" "Organizarea materiei sub soare în alcătuiri

echilibrate funcţional-constructiv şi estetic pen­tru a oferi omului un mediu confortabil, consti­tuie o trăsătură de bază a creaţiei arhitec­turale. Considerăm, de aceea, că perenitatea operei de arhitectură este determinată în mare măsură de înţelegerea subtilă a relaţiilor între condiţionările (mediului natural) naturii şi nevoile umane reale, efective, specifice unei anume etape a evoluţiei societăţii, după fil­trarea aparenţelor datorate modei momentului. Natura, deci, prin exemplele rezolvărilor ei este nu numai suportul, dar şi principalul model, dascăl al arhitecturii, iar asimilarea modelelor naturii în cadrul unui ecosistem este condiţionată de cercetarea ştiinţifică."

Sandu Miclescu

76

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

Urbanismul solar este o disciplină nouă, aflată la primele ei începuturi. Expansiunea oraşelor a fost mult timp necontrolată, iar în unele cazuri aceasta continuă în mod mai mult sau mai puţin evident. Această stare a privat oraşele, îndeosebi cele din zonele temperate şi industrializate, de acele elemente funda­mentale: aerul curat şi soarele, care sînt la fel de importante din punct e vedere psihologic, cît şi fiziologic.

Pînă în prezent nu s-a ţinut cont suficient de noile posibilităţi oferite de către cunoş-tinţeie actuale asupra radiaţiei solare şi implicit ale heliotehnicii, atît pentru amenajarea şi extin­derea oraşelor existente, cît şi pentru con­ceperea celor noi.

După multe dezbateri la nivel mondial, s-a convenit că este necesară o abordare şti­inţifică legată de reparaţia şi intensitatea fluxu­lui energiei solare ce parvine locuinţelor, spaţiilor verzi, oglinzilor de apă, drumurilor publice, sub formă de radiaţie solară directă sau difuză. După caz, această energie trebuie captată, sau, din contra, restrînsă, iar aceasta în funcţie de latitudine, altitudine, anotimpuri, în funcţie de natura materialelor utilizate pen­tru construcţie, de orientarea faţadelor, de lăţimea drumurilor publice, de înălţimea clădirilor. Trebuie să se ţină seama de umbrele purtate pe clădiri (mai ales în cazul turnurilor), de umbrele purtate pe terenurile accidentate sau asupra unor sectoare de aglomeraţie etc. (*3)

Le Corbusier şi Jeanneret," Viile radieuse"; planul arată zonifioarea în benzi paralele; de la birouri (sus) via zonă rezidenţială (mijloc) către zona industriala.

7 7

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

O propunere de captator solar în cadrul unei expoziţii la Paris "Soarele în serviciul omului".

Fiecare sit, oraş are microclimatul său spe­cific, care se inserează în climatul sinoptic şi care poate fi mai mult sau mai puţin modificat de amenajările şi construcţiile ce se reali­zează. Este foarte importantă aprofundarea ştiinţei climatelor, precum şi capacitatea de a le stăpîni spre profitul şi bunăstarea soci­etăţilor.

Unii specialişti propun deja noi concepţii, care presupun integrarea radiaţiei solare la scară urbană, aşa cum este cazul soluţiei "Ecopolis", elaborate de arh. Guy Rottier şi M.Touchais, sau cel al "oraşului sat" al specia­listului britanic Page sau proiectele profesoru­lui Francia, în Italia.

Arhitecţii au proiectat "oraşe solare" în care radiaţia solară va fi condusă de către aşa numitul "ghid lumină" sau "lumiduct", pe planuri suprapuse şi unde suprafeţele utile de captare şi exploatare a energiei solare vor fi multipli­cate cu ajutorul unor sisteme de oglinzi. (*5)

Propunerea arh. Guy Rottier de canalizare a luminii solare prin intermediul filamentelor optice care fac oficiul de conductori; oraş în terase, unde lumina soarelui poate fi transportată în scopul iluminării celor mai profunde zone ale oraşului; implantarea şi ori­entarea locuinţelor nu are importanţă datorită faptului că fluxul luminos ajunge la fiecare locuinţă, în cantităţi

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

Vederea sudică a unui "cartier solar"

Lumiductele pot fi simple, fără pereţi reflec­torizanţi, şi, în general, sînt concepute în aşa fel încît să mărească puterea luminii. Se mai pot prevedea şi sisteme cu concentratoare de lumină, care presupun oglinzi parabolice su-perangulare orientabile.

Profesorul Francia a pus la punct un proiect de oraş solar, în care iluminarea spaţiilor in­terne va fi realizată de către lumina soarelui. Un flux de radiaţie solară de 1mp secţiune va putea să lumineze suficient de bine circa 700mp ai localităţii. Un oraş solar de acest tip va avea nevoie de deschideri care vor trebui să lase liberă intrarea razelor soarelui, ghidate apoi de către pereţi verticali reflectorizanţi şi de către aceste şeminee solare.

Nivelul cel mai de jos al oraşului solar al Profesorului Francia va fi rezervat spaţiilor verzi, inundate de "lumina ghidată", iar pe terasele de la nivelele superioare se vor afla grădinile de agrement - suspendate - şi grădinile de legume. Oraşul va mai fi înzestrat cu piscine sub cerul liber sau acoperite, ali­mentate cu apă caldă încălzită cu ajutorul energiei solare, precum şi oglinzi de apă pro­tejate de îngheţ cu ajutorul unor suprafeţe anti-radiante.

Energia solară va fi în mod egal utilizată în scopuri menajere, unde ea va asigura în­călzirea şi producţia de apă caldă, condi­ţionarea aerului, cu stocaj de căldură pentru zilele fără soare. Apa caldă necesară tuturor trebuinţelor domestice şi piscinelor va fi obţinută cu ajutorul unor baterii de insolatoare protejate de celule antiradiante, acestea din

urmă contribuind în sezonul cald (datorită absorbţiei solare) la crearea senzaţiei de răcoare şi proaspăt. în fine, o centrală termică operînd prin conversia energiei solare va furniza oraşului energia electrică necesară cerinţelor cotidiene. în cursul anotimpurilor calde, energia captată în excedent va fi în-,magazinată sub formă de căldură în imense rezervoare de stocaj, aflate sub pămînt sau sub mare.

Alte propuneri, posibile în viitorul apropiat dar fără o incursiune atît de depărtată în "sci­ence fiction" ar fi de exemplu climatizarea unui oraş sau a unui cartier prin intermeiul unui dom din masă plastică. Această idee a fost întrevăzută pentru unele oraşe nordice cum ar fi Yakuti, în Siberia, unde temperatura ajunge pînă la -70°C. Datorită acestei climatizări acest oraş al zăpezilor, cu o populaţie de 25000 de locuitori va dispune de parcuri înflori­toare şi bazine cu apă caldă. Dar se pare că este periculos să izolezi omul în condiţii de viaţă artificială şi deci o soluţie mai bună ar fi crearea pasarelelor acoperite şi climatizate, care să lege locuinţele de locurile de muncă şi serviciile colective.

Alte studii conduc la crearea insulelor artifi­ciale flotante cu suprafeţe de ordinul a 10Oha - adevărate insolatoare (Serge Leonard), cu suprafeţe pentru cultivarea produselor agricole şi algelor energetice prin conversie fotobiolog-ică. Se va extrage de asemenea cantitatea de căldură necesară locuinţelor şi instalaţiilor de desalinizare a apei de mare, iar energia solară va permite obţinerea căldurii şi electricităţii nu numai pentru habitat cît şi pentru producţia industrială. Pe o insulă de felul acesta se va putea produce hidrogen şi oxigen din apa mării

7 9

A^^iiLURA S O L A R A

- sînt vizibile lumiductele capabile să propage radiaţia solară sau lumina naturală în interiorul struc­turilor oraşelor: asigură împreună cu pereţii verticali reflectorizanţi penetraţia verticală a luminii solare. Distribuţia orizontală a luminii este asigurată de către pereţi speciali executaţi din aluminiu anodizat cu putere reflectorizantă mare, lumina naturală fiind reflectată în acest fel fără alterarea spectrului. Combinaţia celor două sisteme de distribuţie verticală şi orizontală furnizează întreaga cantitate de lumină necesară unei structuri urbane.

şi va fi posibilă realizarea unei centrale heliomarine sau realizarea instalaţiilor turistice şi a talazoterapiei. Aceste studii au fost con­duse de către Comisia Oceanologică Heliotehnica din Franţa şi primite cu interes de către Cooperaţia Mediteraneeană pentru Energie Solară.

Se poate de asemenea prevedea con­strucţia bazelor petrolifere flotante cu dimensi­uni în jurul a mai multor zeci de hectare, anco­rate de fundul mării şi care servesc nu numai ca bază de lucru ci şi ca bază de viaţă ome­nească, cu aerodrom, heliport, culturi de seră etc.

Urbanismul solar, chiar dacă este o disci­plină nouă, a cîştigat mulţi adepţi printre arhitecţii şi urbaniştii de renume, dar care, bineînţeles, au condus acest subiect pe cul­mile ficţiunii.

Secţiune transversală printr-o construcţie solară în formă piramidală a cărei anvelopante se schimbă urmărind rotaţia soarelui. Ferestrele-oglinzi refluctă lumina în timpul zilei, con-trastînd cu iluminarea inte­rioară din timpul nopţii. Se observă puţurile de lumină precum şi poziţia diferitelor elemente ale programului: sevicii, biblioteca, birourile şi sălile de reuniune.

80

A R H I T E C T U R A S O L A R A

5.5. ARHITECURĂ SOLARĂ URBANISM BIOCLIMATIC

Pentru cea mai mare parte a arhitecţilor şi urbanişilor, arhitectura solară nu poate fi decît o arhitectură a casei individuale sau a imo­bilelor mici, a urbanismului difuz, rural sau pe-riurban.

"De altfel, cum ar putea faţadele sudice, acoperite de captatori, să satisfacă regulile unui prospect minimal?", spune M. Renon.

Din acest moment, influenţa asupra urba­nismului din punctul de vedere al utilizării energiei solare pentru încălzirea localurilor apare clar pentru foarte mulţi:

• energia solară fiind dispersată, utilizarea sa va antrena o difuzie a ţesutului urban;

• tehnicile de captaj ameliorîndu-se, va fi posibilă alimentarea unor mici zone reziden­ţiale şi chiar industriale;

• aceste noi tendinţe de refuz al zoningului grupării urbane la scară umană se va plia per­fect pe diluţia spaţială a energiei solare;

• se vor putea dezvolta noi unităţi de viaţă, unde contradicţia oraş/sat, locuinţă/industrie va putea fi depăşită fără a se recurge la o no­uă centralizare energetică - aceea a solarului.

Fără îndoială, fără a nega valoarea acestor propuneri utopice, totuşi, nu este sigur că o repartiţie spaţială astfel concepută va fi mai economică din punct de vedere energetic (din cauza dimensiunilor mari ale suprafeţelor de

teren, a deplasărilor etc.). In plus, ca orice utopie, ea se marginalizează prin ea însăşi, neluînd în consideraţie patrimoniul urban pe care trebuie să-l amelioreze, distrugîndu-l.

Acest punct de vedere nu rezolvă însă problema foarte importantă a reabilitării ţesu­turilor urbane vechi.

Astfel, "în loc să apărăm utopia unui urba­nism solar, bazat pe o unică viziune tehnolo­gică, particulară şi tranzitorie, este de preferat să examinăm cum, pe măsura acumulărilor cunoştiinţelor şi evoluţiei tehnologice, să fie posibil ca cea mai benefică parte a energiei solare să o cedăm oraşelor noastre vechi şi noi". (*2)

ARHITECURĂ SOLARĂ SAU ARHITECTURĂ BIOCLIMATICĂ ?

"Arhitectura solară nu va reuşi de una sin­gură să fondeze regulile de aur ale unui nou tip de urbanism", spune Fr. Nicolas.

Dar, nu este suficientă eliminarea unor propuneri utopice, puse în contrapondere cu propuneri estimate a fi realizabile. Trebuie recunoscut că proiectele utopice au deschis deseori noi cîmpuri de reflexie şi că este mai avantajos ca ele să fie explorate şi lărgite.

81

A R H I T E C T U R Ă S O L A R A

"Cite Radieuse", Berlin, Le Corbusier - un exemplu de urbanism biooiimatic

Casă tipic urbană, V.Horta, Bruxelles

Din această cauză problematica restrînsă a proiectării solare nu va aduce o rezolvare optimă. Ca atare, acţiunile de cercetare în planul integrării bioclimatice a arhitecturilor şi formelor urbane în mediul înconjurător par să fie cele mai fecunde.

De altfel, în arhitectura oricărei construcţii este dificil, dacă nu imposibil, de a disocia ele­mentele "pasive" de protecţie sau de captare, de însăşi elementele componente ale clădirii aceasta dovedind că ele sînt foarte legate între ele, dacă nu confundate.

Arhitectura bloclimatică apare, deci, ca o arhitectură a anvelopantelor, care inte­grează fn mod global ansamblul apor­turilor şl pierderilor energetice datorate mediului înconjurător (cu toate atributele sale fizice, climaterice etc.), pentru a reconcepe coerent condiţii bioclimatice interne cit mal apropiate de valorile condiţiilor de confort.

în plus, trebuie luat în considerare ansam­blul condiţiilor de integrare bioclimatică a con­strucţiilor, siturile (amplasamentele lor), pen­tru că spaţiul imediat înconjurător face parte integrantă din clădire, oricare ar fi destinaţia acesteia.

în acest sens, arhitectura bioclimatică va stabili legături obiective de continuitate cu ar­hitectura vernaculară.

Extensia normelor de confort termic (mo­dern) la fondul de construcţii vechi conduce la cheltuieli energetice prohibitive. De aici, apare dubla necesitate de a canaliza studiile şi experimentele specifice, atît spre ţesutul urban vechi, cît şi spre fondarea bazei specifice a unui nou limbaj de arhitectură şi urba-nism bio-climatic.

Studiul lui Fr. Nicolas şi M. Renon vine să întărească cele afirmate anterior, oferind o rezolvare practică.

• Problematica arhitecturii urbane biocli­matice se rezumă la o luare în consideraţie în mod raţional a contradicţiei fundamentale între heliocentrism (orientare preferenţială sud) şi integrarea în ţesutul urban ale cărui trasee sînt în general indiferente faţă de cele patru puncte c a r d i n a l e ;

82

A R H I T E C T U R A S O L A R Ă

• Tipologic vorbind, arhitectura bioclimatică este în raport dialectic cu sudul (de exemplu: "Les citees radieuses" de Corbusier), pe cînd arhitectura urbană este în raport dialectic cu morfologia urbană (imobilele lui Haussmann).

Luată ca atare, această contradicţie pare a fi de nerezolvat. Dar, cei doi autori o rezolvă prin modificări structurale ale spaţiului arhitec­tural, generate din luarea în consideraţie în mod simultan a două ordini contradictorii. Un caz similar a fost rezolvat pentru spaţiul Maidan-e Shah (Ispahan). Desigur, contra­dicţia era de altă natură - intersecţia a două spaţii autonome - spaţiul urban şi spaţiul reli­gios. Propunîndu-se o generalizare, demersul ia în studiu două figuri tip pe care le consideră ca doi poli ai arhitecturii urbane:

• liniară (stradă, şosea etc.); • pătrată (loc sau insulă). Deformarea succesivă a figurii de referinţă

prin luarea în cont şi suprapunerea celor două ordini - urbană şi bioclimatică, induce simultan raportul plin/gol şi raportul dimensiune/profun­zime. Desigur, întregul studiu a in-vestigat comportamentul termic al diverselor soluţii.

într-un ţesut urban, nu toate locuinţele (ca­zul în speţă se referea la un cartier de lo­cuinţe) beneficiază de un aport solar optim. De aceea, întrebarea care se pune este: optimul energetic global se traduce printr-o nivelare a aporturilor solare, sau, din contră, prin-tr-un contrast maxim (locuinţe foarte bine orientate combinate cu locuinţe defavorizate din acest punct de vedere)?

Suprapunînd toate datele şi judecînd din punct de vedere termic studiul ajunge la con­cluzia că: "o restructurare a concepţiei plani-

metrice produce echilibru între ori­entarea defavorabilă şi structura urbană impusă, adică rezolvă con­tradicţia bioclimatism/tesut urban."

Deci aşa cum spun autorii: "problemele energetice în arhitectură nu se

rezolvă cu proteze, nu este numai caroseria clădirii cea care trebuie să reacţioneze la con-strtngerfle energetice, cl însăşi structura sa Intimă".

83

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

Caracteristicile termice ale spatiilor con­struite şi amenajate sînt extrem de importante în cadrul proiectării bioclimatice precum şi în realizarea confortului uman, deoarece tocmai ia nivelul acestor spaţii se cer a fi rezolvate aceste pretenţii. (*2)

Clădirile sînt construite ca să modereze extremele climaterice exterioare, să menţină în spaţiile interioare o temperatură şi o umidi­tate capabile să constituie un suport al confor­tului locuitorilor. Proiectarea poate începe să îndeplinească acest rol, acţionînd în favoarea sau în detrimentul impactului climatic.

O clădire, asemeni corpului omenesc, poate fi examinată şi ea prin procesele schim­burilor de căldură cu mediul înconjurător. Modurile prin care o clădire cîştigă sau pierde căldură pot fi examinate, promovîndu-se astfel metode care să asigure dezvoltarea controlu­lui termic în vederea asigurării unor procese performante satisfăcătoroare ale schimburilor de căldură ale clădirii.

Controalele mecanice, de tipul sistemelor de încălzire sau răcire, indiferent dacă este vorba de putere energetică solară sau con­venţională, pot fi evaluate prin performanţele lor în comparaţie cu cîştigul sau pierderea de căldură a construcţiei; pe cînd controalele

structurale (nemecanice), cum ar fi izolaţia, instalaţiile de umbrire sau forma clădirii, pot fi evaluate prin performanţa lor în vederea reducerii sistemelor mecanice, prin însuşi con­trolul pierderilor sau cîştigurilor de căldură.

în orice caz, soluţiile care să asigure cel mai bun climat interior vor fi acelea care com­bină controalele mecanice cu cele structurale.

Controalele termice relative, ce se referă la o construcţie oarecare, vor depinde de con­diţiile climaterice locale şi ale sitului, de cost, de practica locală de construcţie şi de ce­rinţele arhitecturale.

Proiectarea acestor spaţii, care să încor­poreze tehnicile de conservare a energiei cu ajutorul energiei solare, cere o oarecare schimbare a tehnicilor de construcţie, materi­alelor, precum şi a imaginii arhitecturale.

Spaţiul construit, este în esenţă un para­metru de control care poate fi modificat în nenumărate feluri, în vederea reconcilierii cererilor (necesităţilor) cu climatul şi confortul.

SCHIMBUL DE CĂLDURĂ AL CLĂDIRILOR

în capitolul despre confort, s-a analizat dependenţa corpului omenesc de condiţiile termice, prin intermediul proceselor sale de

84

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

schimb cu mediul înconjurător. într-o manieră similară, nivelul confortului termic al unei clădiri poate fi examinat prin intermediul proce­selor de schimb de căldură cu mediul exterior.

Cîştigurile sau pierderile de căldură ale clădirilor se fac prin intermediul conducţiei, convecţiei, evaporării, radiaţiei surselor inter­ne de căldură şi a sistemelor mecanice.

Fenomenul de transfer al căldurii prin con-ducţie prin pereţi, planşee şi acoperişuri se poate produce în toate direcţiile. In general, pierderile de căldură prin conducţie survin iarna, în timp ce cîştigurile de căldură prin con-vecţie au loc în timpul verii. Compoziţia mate­rialelor din care sînt alcătuiţi pereţii, par­doselile, tavanele va determina rata con­ducţiei. îmbinarea sistemelor solare cu efi­cienţa corespunzătoare a materialelor folosite va determina performanţa acestor sisteme. Astfel, dacă faţa sudică a ferestrelor este folo­sită drept colector solar, grosimea planşeelor şi a pereţilor sînt foarte importante în obţi­nerea unor bune absorbţii şi reradiaţii a căl­durii solare acumulate.

Schimbul de căldură prin convecţie se poate produce la nivelul suprafeţelor clădirii prin intermediul mişcării aerului între su­prafeţele cu temperaturi diferite. De exemplu, mişcarea aerului între interiorul şi exteriorul clădirii, în jurul ferestrelor şi uşilor, este consid­erată ca pierdere de căldură prin convecţie (fenomenul se produce în timpul iernii). Schimbul de căldură dintre interior şi exterior poate fi o infiltrare neintenţionată a aerului - o scurgere - sau poate fi o regularizare delibe­rată a aerului - o ventilare. Radiaţia căldurii care trece prin sticlă sau prin alte suprafeţe transparente poate să aducă clădirii o cantitate considerabilă de căldură; sau, din contră, radiaţia termică dinspre interiorul suprafeţelor către pereţii exteriori reci va influenţa pier­derea de căldură a clădirii. Cantitatea părţii radiate sau a cîştigului de căldură a clădirii este influenţată de suprafaţa ferestrelor, ori­entarea clădirii şi de umbră. Plasarea core­spunzătoare a ferestrelor sau a altor suprafeţe transparente, care pot fi izolate cînd aportul soarelui este nul sau slab, poate furniza o parte importantă din necesarul de căldură a clădirii.(*3,*4)

SURSELE INTERNE DE CĂLDURĂ

Acestea pot f i : corpul omenesc, lămpi, motoare, dispozitive care pot furniza circa 25% din sarcina termică (de căldură a casei). Această sursă de căldură este rareori luată în consideraţie în proiectare.

ECHIPAMENTUL MECANIC

Poate introduce sau elimina căldura clădirii prin utilizarea anumitor forme de energie cum ar fi gazul metan, electricitatea, carburantul sau radiaţia solară. Cantitatea de căldură sau de frig produsă de aceste sisteme este contro­lată de către proiectant şi este dependentă de cîştigurile sau pierderile de căldură determi­nate de alţi factori. Echipamentul mecanic, ca variabilă dependentă, poate fi prin urmare adaptat după balanţa termică a altor factori.

în final, o clădire poate pierde căldură prin evaporare la nivelul suprafeţelor sale compo­nente, ori de la surse aflate în interiorul clădirii. Această evaporare va produce o senzaţie de răcoare.

BILANŢUL TERMIC

Bilanţul termic al clădirii este menţinut dacă pierderile şi cîştigurile de căldură ale di­feritelor surse sînt egale cu zero.

Dacă o clădire pierde mai multă căldură decît cîştigă (prin intermediul surselor enumer­ate), clădirea se va răci, iar dacă cîştigă mai mult decît pierde, căldura va spori. Regularizarea ciclurilor pierderilor sau cîşti­gurilor de căldură, în acord cu nivelul optim de confort al ocupanţilor, atît în timpul ciclurilor zil­nice, cît şi în timpul celor anuale, este în sar­cina proiectării şi a sistemelor mecanice fo­losite.

Sarcina proiectantului este să selecţioneze materialele de construcţie, să determine mă­rimea şi volumul spaţiilor, orientarea, ampla­sarea ferestrelor şi a golurilor, în vederea asi­gurării confortului locuitorilor.

85

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

Caracteristicile termice ale spaţiilor con­struite şi amenajate sînt extrem de importante în cadrul proiectării bioclimatice precum şi în realizarea confortului uman, deoarece tocmai la nivelul acestor spaţii se cer a fi rezolvate aceste pretenţii. (*2)

Clădirile sînt construite ca să modereze extremele climaterice exterioare, să menţină în spaţiile interioare o temperatură şi o umidi­tate capabile să constituie un suport al confor­tului locuitorilor. Proiectarea poate începe să îndeplinească acest rol, acţionînd în favoarea sau în detrimentul impactului climatic.

O clădire, asemeni corpului omenesc, poate fi examinată şi ea prin procesele schim­burilor de căldură cu mediul înconjurător. Modurile prin care o clădire cîştigă sau pierde căldură pot fi examinate, promovîndu-se astfel metode care să asigure dezvoltarea controlu­lui termic în vederea asigurării unor procese performante satisfăcătoroare ale schimburilor de căldură ale clădirii.

Controalele mecanice, de tipul sistemelor de încălzire sau răcire, indiferent dacă este vorba de putere energetică solară sau con­venţională, pot fi evaluate prin performanţele lor în comparaţie cu cîştigul sau pierderea de căldură a construcţiei; pe cînd controalele

structurale (nemecanice), cum ar fi izolaţia, instalaţiile de umbrire sau forma clădirii, pot fi evaluate prin performanţa lor în vederea reducerii sistemelor mecanice, prin însuşi con­trolul pierderilor sau cîştigurilor de căldură.

în orice caz, soluţiile care să asigure cel mai bun climat interior vor fi acelea care com­bină controalele mecanice cu cele structurale.

Controalele termice relative, ce se referă la o construcţie oarecare, vor depinde de con­diţiile climaterice locale şi ale sitului, de cost, de practica locală de construcţie şi de ce­rinţele arhitecturale.

Proiectarea acestor spaţii, care să încor­poreze tehnicile de conservare a energiei cu ajutorul energiei solare, cere o oarecare schimbare a tehnicilor de construcţie, materi­alelor, precum şi a imaginii arhitecturale.

Spaţiul construit, este în esenţă un para­metru de control care poate fi modificat în nenumărate feluri, în vederea reconcilierii cererilor (necesităţilor) cu climatul şi confortul.

SCHIMBUL DE CĂLDURĂ AL CLĂDIRILOR

In capitolul despre confort, s-a analizat dependenţa corpului omenesc de condiţiile termice, prin intermediul proceselor sale de

84

schimb cu mediul înconjurător. într-o manieră similară, nivelul confortului termic al unei clădiri poate fi examinat prin intermediul proce­selor de schimb de căldură cu mediul exterior.

Cîştigurile sau pierderile de căldură ale clădirilor se fac prin intermediul conducţiei, convecţiei, evaporării, radiaţiei surselor inter­ne de căldură şi a sistemelor mecanice.

Fenomenul de transfer al căldurii prin con-ducţie prin pereţi, planşee şi acoperişuri se poate produce în toate direcţiile. în general, pierderile de căldură prin conducţie survin iarna, în timp ce cîştigurile de căldură prin con­vecţie au loc în timpul verii. Compoziţia mate­rialelor din care sînt alcătuiţi pereţii, par­doselile, tavanele va determina rata con­ducţiei. îmbinarea sistemelor solare cu efi­cienţa corespunzătoare a materialelor folosite va determina performanţa acestor sisteme. Astfel, dacă faţa sudică a ferestrelor este folo­sită drept colector solar, grosimea planşeelor şi a pereţilor sînt foarte importante în obţi­nerea unor bune absorbţii şi reradiaţii a căl­durii solare acumulate.

Schimbul de căldură prin convecţie se poate produce la nivelul suprafeţelor clădirii prin intermediul mişcării aerului între su­prafeţele cu temperaturi diferite. De exemplu, mişcarea aerului între interiorul şi exteriorul clădirii, în jurul ferestrelor şi uşilor, este consid­erată ca pierdere de căldură prin convecţie (fenomenul se produce în timpul iernii). Schimbul de căldură dintre interior şi exterior poate fi o infiltrare neintenţionată a aerului - o scurgere - sau poate fi o regularizare delibe­rată a aerului - o ventilare. Radiaţia căldurii care trece prin sticlă sau prin alte suprafeţe transparente poate să aducă clădirii o cantitate considerabilă de căldură; sau, din contră, radiaţia termică dinspre interiorul suprafeţelor către pereţii exteriori reci va influenţa pier­derea de căldură a clădirii. Cantitatea părţii radiate sau a cîştigului de căldură a clădirii este influenţată de suprafaţa ferestrelor, ori­entarea clădirii şi de umbră. Plasarea core­spunzătoare a ferestrelor sau a altor suprafeţe transparente, care pot fi izolate cînd aportul soarelui este nul sau slab, poate furniza o parte importantă din necesarul de căldură a clădirii.(*3,*4)

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

SURSELE INTERNE DE CĂLDURĂ

Acestea pot f i : corpul omenesc, lămpj motoare, dispozitive care pot furniza circa 25°<J

din sarcina termică (de căldură a casei)' Această sursă de căldură este rareori luată i" consideraţie în proiectare.

ECHIPAMENTUL MECANIC

Poate introduce sau elimina căldura clădi''' prin utilizarea anumitor forme de energie cuf1

ar fi gazul metan, electricitatea, carburant sau radiaţia solară. Cantitatea de căldură de frig produsă de aceste sisteme este contr"" lată de către proiectant şi este dependentă de

cîştigurile sau pierderile de căldură detern1'" nate de alţi factori. Echipamentul mecanic, "a

variabilă dependentă, poate fi prin urma'e

adaptat după balanţa termică a altor factori.

în final, o clădire poate pierde căldură p'in

evaporare la nivelul suprafeţelor sale comp0' nente, ori de la surse aflate în interiorul clădi'''' Această evaporare va produce o senzaţie <fo răcoare.

BILANŢUL TERMIC m

Bilanţul termic al clădirii este menţinut d0°ă pierderile şi cîştigurile de căldură ale di­feritelor surse sînt egale cu zero.

Dacă o clădire pierde mai multă căld^ă decît cîştigă (prin intermediul surselor e n u n ţ ­ate), clădirea se va răci, iar dacă cîştigă 0 mult decît pierde, căldura va sp"r'-Regularizarea ciclurilor pierderilor sau d i ­gurilor de căldură, în acord cu nivelul o p t i m a confort al ocupanţilor, atît în timpul ciclurilor Zil­nice, cît şi în timpul celor anuale, este în Sa­tina proiectării şi a sistemelor mecanice fo­losite.

Sarcina proiectantului este să s e l e c ţ i o n a materialele de construcţie, să determine mă­rimea şi volumul spaţiilor, orientarea, amf>'a-sarea ferestrelor şi a golurilor, în vederea f i ­gurării confortului locuitorilor.

85

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

Fiecare din aceste considerente va influ­enţa mărimea unuia sau mai multor procese de schimb de căldură. Acest schimb reciproc între factorii de schimb de căldură se va baza pe climat, cost şi practica constructivă. De exemplu, dacă echipamentul mecanic este scump, reducerea pierderilor de căldură se va face prin metode structurale. Lucrînd cu fac­torii de reducere a impactului climateric potrivnic, se poate realiza reducerea nece­sarului de echipament mecanic. Acestea, pe rînd, vor angrena, reducerea cantităţii de com­bustibili fosil, sau dimensiunile sistemelor solare ce urmează a fi folosite.

CONTROL TERMIC

Controlul termic presupune un set de me­canisme sau metode folosite în vederea moderării extremelor climatului exterior în aşa fel încît în interiorul spaţiilor să fie posibile crearea suportului confortului uman. Acestea pot fi discutate atît din punct de vedere al naturii controlului mecanic sau structural, cît şi pe baza variabilelor climaterice - vînt, soare sau temperatură. în orice caz, obiectivul con­trolului termic poate fi exprimat după cum urmează:

1. Cînd sînt predominante condiţiile de dis­confort din pricina frigului se urmăreşte:

• minimalizarea pierderilor de căldură; • folosirea maximă a cîştigurilor de căldură ce

pot proveni de la soare sau din alte surse; • compensarea pentru oricare pierdere

netă de căldură, prin folosirea diverselor forme de energie suplinitoare (de preferat o sursă regenerabilă);

2. Cînd sînt predominante condiţiile de disconfort datorate căldurii :

• minimalizarea cîştigurilor de căldură; • mărirea fenomenelor de pierdere de

căldură;

• eliminarea oricărui exces de căldură cu ajutorul mecanismelor producătoare de frig care consumă energie suplinitoare (de pre­ferinţă surse regenersabile).

3. Cînd condiţiile de disconfort au o variaţie diurnă de cald şi frig :

• în faza rece se aplică 1, iar pentru faza caldă se aplică 2 ;

• pentru compensarea ambelor extreme se aplică un sistem flexibil de încălzire - răcire;

• valabil şi pentru variaţia exterioară. Cu alte cuvinte, orice set specific de condiţii

interne este posibil, dar preferinţele şi com­plexitatea controlului vor fi influenţate de către un statut social, individual, de standardul lo­cuirii şi raţiuni financiare. Decizia în privinţa gradului de confort ce tebuie îndeplinit şi cu ce preţ presupune o judecare corectă a valorii de investiţie.

Toate elementele climatului pot fi stăpînite într-o mai mică sau mai mare măsură în vede­rea măririi gradului de reţinere a căldurii sau a aportului de căldură solară sau a fluxului intern de aer, necesare în diferite combinaţii, în funcţie de condiţiile climaterice variabile. Cîteodată, este posibilă abordarea acestui

Proiectul unei case autonome, Arizona; concepută pentru un sit deşerte, această casă

are un control perfect asupra tuturor parametrilor fiind considerată ca o "celebrare a formei solare".

86

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

control termic prin reglarea variabilelor clima­terice. Strategiile controlului termic sînt organi­zate prin intermediul variabilelor climaterice -temperatură, soare, vînt. Numeroase alte tehnici sînt puse la dispoziţia proiectantului pentru ca acesta, prin combinaţii diverse, să poată controla climatul. în cazul folosirii energiei solare, accentul se pune pe acele strategii de control care nu necesită folosirea energiilor convenţionale decît în mică măsură.

CONTROLUL TEMPERATURII

Strategiile de control pentru temperatură pot fi clasificate în două categorii: retenţia ter­mică şi reglarea termică. Retenţia termică este simpla reţinere a căldurii, produsă în cadrul spaţiului respectiv, ori de la sursele de căldură din jurul lui. Exemple de moduri de retenţie ter­mică ar putea fi masa subsolurilor clădirilor, folosirea unor izolaţii corespunzătoare, am­plasarea adecvată a surselor de căldură; toate acestea, în vederea măririi cantităţii de căldură iradiată în cadrul spaţiilor ocupate.

Reglarea termică, pe de altă parte, este manipularea în aşa fel a deciziilor de proiec­tare a spaţiilor încît climatul interior să poată fi modelat. Reglarea termică va include: reduce­rea ariilor şi volumelor de cald sau rece ale spaţiilor, în tipul zilei ori în timpul perioadelor de maximă cerinţă energetică, prin zonarea internă a spaţiilor; stabilirea vegetaţiei şi formei solului din jurul construcţiilor, în vede-rea reducerii impactului cu climatul atît pentru mărirea cît şi pentru micşorarea aportului de căldură, în funcţie de necesităţi.

CONTROLUL APORTULUI ENERGIEI SOLARE

Strategiile de control al efectelor radiaţiilor solare pot fi organizate în două categorii: expunerea solară şi reglarea luminii.

Strategiile de expunere solară mode­rează expunerea construcţiilor şi a spaţiilor adiacente la radiaţia solară. Reglarea luminii, pe de altă parte, stăpîneşte cantitatea de lu­mină solară care pătrunde în interiorul spa­ţiilor, în numeroase cazuri, aceeaşi tehnică poate să îndeplinească ambele funcţiuni. De

exemplu, vegetaţia sitului, formată din copaci sau boschete înalte, poate fi plasată astfel ca radiaţia nedorită să nu pătrundă în interiorul construcţiilor în timpul unor perioade slabiiite (zi sau an), sau să controleze cantitatea de lumină naturală care intră prin golurile con­strucţiei. Alte strategii de expunere solară includ capacitatea izolaţiei de a regla aportul de căldură care trece prin pereţi sau acoperiş; sau capacitatea acoperămîntului solului şi poziţionarea captatorilor solari, în vederea captării radiaţiei solare (pentru încălzirea sau răcirea spaţiilor sau a apelor menajere).

Strategiile de reglare a luminii naturale in­clud tehnicile de proiectare capabile să regleze intrarea luminii naturale în interiorul spaţiilor, mecanismele de umbrire (parasoleil, d'aperii, obloane), orientarea corectă a deschiderilor şi localizarea lor.

CONTROLUL MIŞCĂRILOR AERULUI

Strategiile pentru controlul vîntului pot fi clasificate în două categorii generale, reglarea curenţilor de aer în interior şi în exterior. Reglarea vîntului modelează impactul acestu­ia cu clădirea şi cu situl adiacent, pe cînd stra­tegiile curenţilor interiori manipulează mişca­rea aerului în interiorul spaţiilor.

Tehnicile de reglare a vîntului cuprind un domeniu ce se întinde de la proiectarea spa­ţiului pe verticală (aerodinamicitatea formei) pînă la amplasamentul natural sau construit al diverselor elemente (vegetaţia, forme naturale sau construite) pe terenul înconjurător, în scopul reglării forţei şi direcţiei vîntului, în mod similar, strategiile curenţilor de aer intern sînt foarte variate şi cuprind tehnici ce se întind de la folosirea monitorilor de acoperiş, pentru a crea un tiraj termic în vederea măririi nivelului de ventilare, pînă la canalizarea curentului de aer spre răcirea spaţiilor prin evaporarea apei.

Principala problemă a proiectantului este să selecţioneze aceste combinaţii ale controlului termic care moderează condiţiile climatului în aşa fel încît, cu un cost justificabil şi cu un con­sum energetic cît mai redus, să s° poată răspunde cerinţelor de confort ale ocupanţilor.

87

C O N T R O L U L P A R A M E T R I L O R

în perioadă caldă, unei case i se r idi c ă

temperatura prin:

• conducţia suprafeţelor componente;

• convecţie;

• oameni, lumină, activităţi menajere etc în perioadă caldă, unei case îi s c ^ e temperatura prin:

• radiaţie către cerul înnorat; • conducţia asupra feţelor componente cînd aerui

de afară este rece; • convecţie; • umidificarea dacă aerul este uscat.

In perioadă rece o casă se răceşte prin:

• radiaţiil către cerul înnorat; • conducţia suprafeţelor componente; • convecţie; • umidificare; • influenţa solului mai rece;

• pierderi prin diferite orificii.

în perioadă rece o casă se încălzeşte prin:

• radiaţie solară;

• oameni, lumină, activităţi menajere etc.;

• încălzire solară sau combustibil fosil.

FACTORI DETERMINANŢI ÎN PROIECTAREA BIOCLIMATICĂ, DIN PUNCT DE VEDERE AL CARACTERISTICILOR CLĂDIRILOR

Caracteristicile căldirilor care influenţează proiectarea bioclimatică sînt:

• cîştigul sau pierderea căldurii de către spaţiile amanajate - va determina cererea de căldură sau de rece;

• volumul total al spaţiilor şi raportul suprafaţă caldă/suprafaţă rece - va afecta cerinţa de cald sau rece a spaţiilor;

• aria suprafeţelor totale, expuse mediului înconjurător;

• orientarea imobilelor - importantă pentru controlul schimburilor de căldură cu mediul înconjurător şi pentru suprafeţele potenţial colectoare de radiaţie solară;

• controalele termice ale clădirilor folosite în aşa fel încît, utilizînd sau temperînd con­diţiile climaterice exterioare să se poată realiza un climat confortabil în interiorul spaţiilor;

• compoziţia materialelor de construcţie -va determina rata cîştigurilor sau pierderilor de căldură.

Spaţiile construite şl amenajate sînt locul unde trebuie rezolvate cerinţele con­fortului. O înţelegere a condiţiilor clima­terice locale, a cerinţelor confortului uman şi a caracteristicilor termice ale clădirilor va permite proiectantului să Identifice cele mai bune soluţii care să poată furniza con­fortul locuitorilor şl conservarea energiei, ţlntnd cont de energia solară.

38

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

IFACTORII DE I N F L U E N T A A l U R B A N I S M U L U I S O L A R SI B I O C L I M A T I C

Zonele climaterice în concepţia lui Macrobius.

De mii de ani omul şi-a conceput locul de viaţă folosind în mod intuitiv energia solară. Dar bazele ştiinţifice ale unei eventuale sis­tematizări teritoriale solare s-au pus numai în ultima jumătate de secol.

în capitolele anterioare, au fost prezentate istoricul aplicării sistemelor solare, caracteris­ticile energiei solare, diferitele metode noi de utilizare a sistemelor solare, precum şi termi­nologia şi principiile proiectării acestor sis­teme.

După cum s-a remarcat, încălzirea sau ră­cirea spaţiilor cu ajutorul sistemelor ce folo­sesc energia solară sînt substanţial diferite de sistemele convenţionale, diferenţa majoră constînd în însăşi sursa folosită în dimensio­narea spaţiilor necesare colectării şi înmaga-zinării, a distribuţiei etc. Pe de altă parte, fo­losirea acestor sisteme la nivel de locuinţe nu constituie o soluţie integrată la nivel urban; ca urmare se cer a fi analizaţi în toată complexi­tatea lor factorii care pot influenţa urbanismul solar.

Aceşti factori sînt numeroşi şi indisolubili relaţionaţi cu un număr de factori critici care, atît în mod individual, cît şi împreună, influenţează expresia arhitecturală la nivel de

THÎUDÎUS

î b i u b i l i s Zonele climaterice în concepţia lui Sacrobosco

obiect şi de ansamblu, afectează oportuni­tatea reală a folosirii energiei solare la nivel urban şi capacitatea fizică de realizare a aces­tui deziderat.

Se întrevăd două categorii de factori: 1. factori de oportunitate şi 2. factori fizici. (*1)

1. Factorii de oportunitate se leagă de consideraţiile care pot împiedica sau accelera folosirea concepţiilor de utilizare a energiei solare la nivel de sistematizare teritorială.

Aceştia sînt: a legali: antamarea legiferată a prob­

lemelor la nivel de sistematizare şi la nivel de obiect;

• economic: costul efectiv al soluţiilor

alese; • Instituţionali: atitudinea faţă de adop­

tarea soluţiilor privitoare la folosirea energiei solare;

ia sociologici: implicările sociale în legă­tură cu posibilitatea folosirii energiei solare (atitudinea faţă de schimbările ce pot inter­veni), precum şi atitudinea faţă de mediul înconjurător (concepţii ecologizante);

• psihologici: comportamentul individual şi colectiv faţă de aceste probleme.

2. Factorii fizici - includ consideraţii care

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

influenţează din punct de vedere fizic con­cepţiile de proiectare la nivel de sistematizare şi obiect. Aceştia sînt:

• climatul • confortul • mediul înconjurător • caracteristicile mediului construit • sistemele solare.

C L I M A

Soarele, vîntul, temperatura, umiditatea şi mulţi alţi factori alcătuiesc clima pe pămînt. Pentru a putea folosi soarele ca sursă de încălzire sau răcire, trebuie înţeleasă legătura climei cu soarele, care sînt elementele care determină clima şi cum afectează ele proiec­tarea specifică în funcţie de energia solară.

Factorii climaterici globali, cum sînt de exemplu radiaţia solară la suprafaţa pămîntu­iui, înclinarea axei pămîntuiui, mişcările aerului şi influenţa condiţiilor topografice, determină tipul de climă pentru diferitele suprafeţe ale pămîntuiui. Aceşti factori vor determina tem­peratura, umiditatea, radiaţia solară, mişcările aerului şi condiţiile cerului specifice oricărui sit. Tiparele regionale ale climatului se vor insera în climatele sinoptice. Climatele locale, la rîndul lor, vor fi influenţate de către topografia sitului, suprafaţa solului şi tridimensionalitatea obiectelor. Suma totală a acestor factori clima­terici va determina necesităţile în vederea proiectării atît la nivel de sistematizare solară, cît şi la nivel de obiect solar.

E L E M E N T E L E C L I M E I

Clima pămîntuiui este determinată de forţe gravitaţionale puternice. Presiunea atmosferi­că regională, temperatura şi diferenţele topo­grafice influenţează condiţiile climaterice la scară continentală.

Condiţiile vremii, care determină şi de­finesc climatele regionale, sînt numite elemen­tele climei. Cele cinci elemente majore sînt:

• temperatura • umiditatea • precipitaţiile • mişcările aerului • radiaţia solară

La acestea se adaugă condiţiile cerului, vegetaţia şi evenimentele meteorologice spe­ciale, care sînt şi ele considerate elemente ale climei.

Proiectantul este în primul rînd interesat de elementele climaterice care afectează confor­tul uman şi proiectarea specifică. Aceste ele­mente, cazul controlului energiei solare sînt elemente vitale. Informaţiile pe care proiectan­tul trebuie să le aibă în vedere, includ: medii, schimbări şi extreme ale temperaturii, precum şi diferenţele de temperatură dintre zi şi noap­te, umiditate, cantitatea şi tipul radiaţiei solare primite, direcţia şi forţa mişcărilor aerului, căderea zăpezii şi distribuţia ei, condiţiile ceru­lui şi condiţii speciale cum ar fi furtunile sau alte elemente neprevăzute.

R E G I U N I C L I M A T E R I C E

Suma condiţiilor climaterice aparţinînd unei arii geografice, constituie clima zonei sau a regiunii respective. Un număr mare de sisteme au fost propuse pentru clasificarea diferitelor regiuni climaterice. (*1)

Avînd ca scop proiectarea diferitelor sis­teme solare care rezultau din analiza sis­temelor climaterice, a apărut necesară des­crierea completă a climei zonelor respective.

Clasificarea climatelor după W. Koppen bazată pe vegetaţie, a stat la baza nume­roaselor studii pentru proiectarea bioclimatică. Folosind acest criteriu s-au stabilit patru mari zone: rece, temperată, cald-uscată, cald-umedă. Bine înţeles că graniţele dintre aceste zone nu sînt abrupte, fiecare regiune clima­terică trecînd gradat, cîteodată pe nesimţite, către o alta.

Caracteristicile climaterice ale fiecărei regiuni nu sînt nici ele uniforme. Ele pot varia în cadrul aceleiaşi regiuni şi între ele. De fapt nu este neobişnuit ca o regiune climaterică să expună la un moment dat caracteristicile dete­rminante ale altei regiuni climaterice. în orice caz, fiecare regiune are un caracter propriu, aparţinînd tiparului vremii, care o distinge de celelalte regiuni.

90

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

O scurtă descriere a acestor patru zone cli­materice va identifica condiţiile generale de proiectare a mediului construit, care să cores­pundă acestor condiţii. Variaţiile concepţiilor sistemelor de proiectare datorate acestor difer­enţe climaterice vor fi analizate în capitolele "Captare" şi "Protecţie".

R E G I U N I L E R E C I

O largă scară a temperaturilor este carac­teristică acestor regiuni: temperaturi de - 35°C se racordează cu cele de + 30°C; veri calde şi ierni reci, cu vînturi persistente sînt trăsături caracteristice regiunilor reci. Oricum, aceste zone din nord, asociate cu climatele reci, pri­mesc mai puţină radiaţie solară decît cele situ­ate în zona sudică.

Astfel, în climatele reci, planurile vor ur-mări adaptarea către vîntul rece; unităţile mari de locuire sînt grupate strîns, iar spaţiile destinate activităţilor vor urmări să utilizeze căldura soarelui. Clădirile vor avea tendinţa să con­serve, nu să piardă căldură. Structura oraşului va apărea ca un ţesut izolat, dens.

R E G I U N I T E M P E R A T E

O egală distribuţie a perioadelor de cald şi rece este caracteristică acestor regiuni. Vînt predominant din nord-vest şi sud, asociat cu perioade de umiditate mare şi mari cantităţi de precipitaţii, sînt trăsături comune ale regiunilor temperate. Perioade intermitente de zile senine sînt urmate de lungi perioade de zile cu nori.

în zonele temperate, planurile vor fi des­chise, natura se va îmbina cu spaţiile constru­ite. Structura oraşului va utiliza posibilităţile unui aranjament liber.

R E G I U N I C A L D - U S C A T E

Sînt caracterizate prin cer senin, atmosferă uscată, perioade lungi de supraîncălzire şi limi­te mari de temperatură diurnă. Direcţia vîn-tului este în general în lungul axei est-vest cu variaţii între zi şi noapte.

în climatele calde şi aride structurile clădi­rilor vor oferi umbră spaţiilor de locuit şi stră­

zilor. Unităţile de locuit vor fi aranjate în jurul unor spaţii închise şi vor fi grupate împreună pentru a realiza o volumetrie ce apără de soare. în acest, caz oraşele vor trebui să reac­ţioneze împotriva căldurii cu o structură densă care să ofere umbră.

R E G I U N I C A L D - U M E D E

Temperatura mare şi cantitatea mare de vapori de apă este caracteristică acestor regiu­ni. Direcţia şi viteza vîntului variază pe parcur­sul anului şi al zilei. Viteza vîntului este foarte mare şi poate fi însoţită de fenomene cum ar fi tornadele şi uraganele, care în mod obişnuit sînt aşteptate de la est sud-est.

în zonele calde şi umede clădirile sînt îndepărtate unele de altele, iar această liber­tate este accentuată în planuri. Casele sînt separate ca să poată utiliza mişcările aerului, iar umbra plantaţiilor devine un element impor­tant. Caracterul oraşului devine răsfirat.

Cu toate că există numeroase condiţii atmosferice şi de suprafaţă ce determină cli­ma, elementele climaterice în mod particular importante pentru proiectaresînt: radiaţia solară, temperatura aerului, umiditatea şl mişcarea aerului. Fiecare dintre aceste ele­mente va impune condiţii specifice de proiectare în aşa fel încît fiecare obiect, loc şi sistem să corespundă condiţiilor date. După caz, în centrul acţiunii se vor afla sistemele de protecţie, sau dimpotrivă sisteme de accentu­are a condiţiilor climaterice.

Fără o analiză atentă a acestor elemente nu se poate vorbi de o concepţie de proiectare în intenţia valorificării aportului radiaţiei solare la nivelul spaţiului urban.

1. Problemele referitoare la radiaţia solară precum şi elementele specifice ale acesteia, necesare într-o viziune solară sau bioclimatică asupra procesului de sistematizare, au fost analizate în capitolul "Energia solară".

2.Temperatura aerului nu este o cantitate fizică. Mai degrabă poate fi gîndită ca un simp­tom sau ca o aparenţă exterioară a unei stări

91

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ A

termice a substanţei. De exemplu, dacă ener­gia este difuzată unei substanţe cum ar fi cor­pul omenesc - mişcarea moleculară corpului creşte, iar acesta devine mai cald. Dacă această mişcare moleculară este răspîndită de corp către alte substanţe - aer, de exemplu, intensitatea ei în interiorul corpului des-creşte, acesta răcindu-se. Principiul se aplică tuturor substanţelor. Astfel, temperatura aerului măsurată în grade este considerată ca fiind determinantul de bază al pierderilor sau cîşti-gurilor de căldură al substanţelor cum ar fi cor­pul omenesc sau clădirile.

CONCEPTUL DE GRADE ZILE

O analiză a diferenţelor de temperatură selecţionate (condiţii de proiectare) între interi­orul şi exteriorul unui obiect (de exemplu un imobil) va stabili sarcina de cald sau rece al obiectului. Legătura dintre temperatura aerului exterior cu sarcină de cald sau rece a clădirii determină conceptul de "grade zile", care evi­denţiază de fapt consumul de energie a clădirii. Acest concept este folosit în mod par­ticular în vederea relaţionării sarcinii energe­tice a clădirii cu aportul de energie solară, ca­pabil să satisfacă această sarcină.

Gradele zile de încălzire sînt determinate de numărul de grade cu care temperatura medie zilnică este sub 18°C. O zi cu o temper­atură medie de 7°C are 11 grade zile de căldură, iar cînd media este de 18°C sau mai mult nu există grade zile de încălzire.

Un concept similar s-a dezvoltat recent şi pentru problema răcirii spaţiilor, iar punctul de plecare este tot temperatura de 18°C. De exemplu, pentru o temperatură medie de 27°C, numărul de grade zile de răcire este de 27-18=9 .

Relaţia dintre gradele zile şi consumul rezi­denţial de combustibil este lineară: de exemplu dublînd gradele zile se dublează şi cerinţele energetice. Cîteodată deviaţia de la norma zil­nică de 18°C, sau intervenţiile în proiectarea sistemului de conservare a clădirii perturbă lin­earitatea relaţiei grade zile / consum de energie.

Rămîne, în orice caz, conceptul care rela-

ţionează necesităţile globale pentru încălzire sau răcire ale unor spaţii particulare cu aportul radiaţiei solare, capabil de a fi folosit. Pentru a aduna simultan gradele zilnice pe lună şi inso-laţia lunară a unei suprafeţe orizontale este necesară "valoarea figurativă" (posibilitatea) care indică, în termeni generali, fezabilitatea relativă a introducerii sistemelor solare în di­verse zone. Această valoarea figurativă este de fapt o descriere calitativă a bilanţului datelor climatice. Alţi factori, ca de exemplu performanţa sistemelor, caracteristicile func­ţionale, costurile, condiţiile social-economice, trebuie examinaţi înainte, şi în relaţie cu con­diţiile climaterice, în vederea aprecierii posi­bilităţii introducerii sistemelor solare. (*2)

TIPARELE TEMPERATURILOR AERULUI

Tiparele temperaturilor aerului sînt de asemenea foarte importante în cazul pro­iectării bioclimatice sau solare. Fluctuaţiile temperaturii aerului în timpul unui an sau în timpul ciclurilor regulate de zi noapte vor stabili criteriile diferitelor sisteme ce vor fi adoptate. Astfel, ciclurile zi-noapte sînt importante pen­tru sistemele care depind de inerţia termică a obiectelor şi spaţiilor. în mod similar, dimensi­unile suprafeţelor de colectare şi ca-pacitatea magaziilor termice vor fi influenţate de tiparele de temperatură ale aerului, asociate cu schimbările de vreme. Deci, vor exista tipare constante ale temperaturii aerului de-a lungul unui an, intermixate cu oscilaţii care re-zultă din condiţiile neprevăzute ale vremii. De obi­cei, sistemele solare se proiectează în funcţie de tiparele constante.

în general, tiparele temperaturii aerului şi vremii vor fi mai mult folosite în sistemele de proiectare, ca o medie datorită faptului că se foloseşte bilanţul variaţiilor pe o perioadă de cîteva zile.

UMIDITATEA

Umiditatea aerului poate fi de două feluri: umiditate absolută şi umiditate relativă.

Umiditatea absolută este cantitatea de umezeală actuală şi momentană a unei unităţi

92

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

de masă sau volum de aer. Cantitatea de umezeală pe care aerul o poate conţine de­pinde de temperatura sa.

Umiditatea relativă este proporţia dintre cantitatea de umezeală momentană a aerului (umiditatea absolută) şi cantitatea de ume­zeală pe care aerul ar putea să o conţină la o temperatură dată.

Umiditatea relativă este folosită mai frec­vent decît umiditatea absolută pentru că poate oferi indicaţii directe asupra potenţialului de evaporare. Această informaţie devine vitală pentru menţinerea confortului în interiorul spaţiilor în care se folosesc tehnicile de răcire prin evaporare.

Valoarea umidităţii luată singură nu este un indicator al mediului înconjurător: se asociază întotdeauna cu valoarea temperaturii aerului. Astfel, o umiditate ridicată, combinată cu o temperatură joasă, are un efect neglijabil asupra condiţiilor de confort uman: de aceea temperatura aerului va fi factorul hotărîtor în cazul proiectării bioclimatice sau solare. Cînd umiditatea relativă este egală cu 60% sau mai mult şi temperatura este peste 18°C, apar condiţii nefavorabile de confort.

Răcirea spaţiilor prin intermediul energiei solare se poate aplica în regiunile în care valo­rile umidităţii aerului şi temperaturii sînt pe tot cuprinsul anilor mai mari.

în general, umiditatea nu constituie o pro­blemă în cazul temperaturilor joase (condiţii de iarnă), ci numai în cazul temperaturilor ridicate. Din acest motiv, este acordată o atenţie deosebită mişcării aerului.

în cazul suprafeţelor care necesită în primul rînd răcire şi unde umiditatea este scăzută, trebuie folosită metoda răcirii în timpul nopţii. Evaporarea fiind facilitată de umiditatea scă­zută, este de fapt primul proces de răcire noc­turnă.

Convecţia şi radiaţia au un roi important; dacă temperatura nocturnă este scăzută, vîn­tul este constant şi cerul clar. Modalitatea de răcire în mod curent se face prin intermediul apei.

MIŞC ARE AGERULUI

Vîntul şi mişcarea aerului sînt rezultatul încălzirii de către soare a diferitelor straturi ale atmosferei şi a suprafeţei pămîntuiui.

Cînd radiaţia solară atinge scoarţa pămîntu­iui, zonele de lîngă ecuator sînt încălzite mai mult decît cele din jurul polilor. Aceasta face ca aerul ecuatorial să se ridice către păturile superioare ale troposferei, iar în acest timp, aerul rece de la pol înlocuieşte aerul care s-a ridicat. Prin această mişcare majoră de mase de aer se formează tiparele vînturilor plan­etare. (*5)

Rotaţia planetei are şi ea un efect asupra acestui vînt planetar, denumit "forţa Coriolis"; mişcarea aerului rece de-a lungul suprafeţei pămîntuiui către ecuator este deviată către vest, pe cînd aerul cald din straturile supe­rioare ale troposferei este deviat către est.

Aceste efecte iniţiază circulaţia invers acelor ceasornicului, în jurul regiunilor cu pre­siune scăzută din emisfera nordică şi circulaţia în sensul acelor ceasornicului în emisfera sudică.

Trăsăturile topologice, încălzirea şi răcirea, ciclurile zi-noapte, precum şi mediul fizic natu­ral şi construit generează curenţi de aer com­plicaţi, vînturile microclimatelor.

Mişcarea şi direcţia vîntului local depinde de localizarea presiunilor ridicate sau scăzute, de aria lor, de densitatea aerului, de aportul norilor, de diferenţele de temperatură cauzate de umbră sau soare, topografie, de raportul dintre teren şi formaţiunile de apă şi de poziţia axei pămîntuiui corespunzătoare soarelui. Toţi aceşti factori afectează vîntul în aşa măsură încît dau naştere unor mişcări de mase de aer foarte complicate şi cu influenţe neaşteptate asupra regiunii respective.

Suma energiilor disponibile, provenite din vînt şi care influenţează favorabil sau nu o aşezare umană, sau poziţionarea unui obiect va depinde şi de înălţimea, forma şi orientarea aşezării sau a obiectului respectiv.

Pentru a avea o idee completă asupra mişcărilor aerului pe o arie dată, se alcătuieşte roza vînturilor.

De asemenea, se poate vorbi şi de calitatea

9 3

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

Secţiune verticală printr-o moară de vînt (1788).

vîntului. Acesta poate f i : aerodinamic, neregu­lat, laminar şi turbulent. Factorii care influ­enţează aceste calităţi pot fi: topografia locului, vegetaţia şi construcţiile.

Un alt factor care influenţează aşezarea obiectelor sau a localităţilor este viteza vîntu­lui. Se poate alcătui profilul de viteză al vîntu­lui, specific unei suprafeţe date.

Mişcarea aerului este măsurată prin ter­meni denumiţi viteza şi direcţia vîntului. Vîntul poate fi folosit pe o arie dată în scopul ventilării naturale (într-un anume timp al anului), sau în detrimentul colectării energiei solare (în alt interval de timp). în consecinţă, mişcarea aeru­lui înăuntrul sau împrejurul clădirilor sau siturilor devine un factor important în cadrul proiectării bioclimatice sau solare.

Mişcările de aer estivale pot fi direcţionate cu ajutorul topografiei naturale sau al sitului conceput de om, în intenţia reducerii sau elimi­nării necesităţilor de răcire a spaţiilor.

Vîntul, iarna, pe de altă parte, poate ac-ţiona în detrimentul comportamentului termic al spaţiilor. Vîntul rece va face să crească suprafaţa de pierdere a căldurii înmagazinate de pereţii exteriori ai clădirilor şi ca urmare tre­buie făcută o selecţie atentă a combinaţiilor de materiale introduse în construcţie, precum şi alegerea formei şi poziţiei celei mai avantajoase ale obiectului şi sitului. Aceleaşi pierderi de căldură vor fi şi la nivelul suprafeţelor potenţiale colectoare de radiţie solară; datorită măturării acestor suprafeţe de către curenţii de aer şi se pierde astfel căldură prin mărirea puterii de con­vecţie. Pentru aceasta, acoperirile temporare sînt eficace, sau în alte cazuri, amenajarea solului sau alte mecanisme pot fi folosite în scopul reducerii curenţilor nefavorabili.

Vîntul este de multe ori şi cauza creşterii cantităţi de zăpadă, care face necesară mărirea suprafeţelor cu potenţial ridicat de captare a radiaţiei solare.

94

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

FIZICA SPAŢIULUI URBAN

După Simpozionul asupra Climatelor Urbane şi Climatologiei Aplicată Construcţiei, organizat la Bruxelles, de către Organizaţia Mondială pentru Sănătate şi Organizaţia Meteorologică Mondială, s-a trecut la stu­dierea şi cercetarea aprofundată a fizicii spaţiului urban, precum şi a caracteristicilor ter­mice şi aerodinamice ale acestuia, în vederea creşterii calităţii locuirii.

TIMPUL LOCAL ^ ^ I C R O C U M A T U U J N U m D C ^ ^ ^ ^ ^

în mod general, timpul - vremea într-un loc şi la un moment dat, depinde de un mare număr de factori, dintre care principali sînt temperatu­ra şi starea higromecanică a aerului, a vîntului, în vecinătatea solului şi la diferite nivele ale atmosferei, nebulozitatea şi însorirea, intensi­tatea însoririi, stabilitatea şi instabilitatea, exis­tenţa precipitaţiilor sau absenţa lor. De aseme­nea, trebuie acordată o importanţă cu totul par­ticulară norilor în curs de formare, sau a celor existenţi, pentru că ei au o influenţă puternică asupra însoririi şi ca urmare, asupra tempera­turii solului, vegetaţiei, a apelor de suprafaţă, a evaporării şi cîteodată asupra curenţilor atmos­ferici ascendenţi sau descendenţi.

La scară redusă se poate vorbi de "timpul local" al unei regiuni, acesta fiind specific regiu­nii, determinat de diverse caracteristici cum ar fi: topografia, orografia, vegetaţia, oglinzile de apă, natura solului, dispoziţia relativă a diverselor parcele etc.; acest timp local se inserează în timpul sinoptic al unei regiuni mai mari.

Se trece astfel de la micrometeorologie la meteorologie. Similar, la scară redusă, se tre­ce de la noţiunea de climat la aceea de micro­climat al unei văi, cîmpii, lac, platou, cartier etc. La scară mai mică, se poate vorbi de microcli­matul unei grădini, parc, terasă; acest microcli­mat fiind regizat nu numai de climatul regional, ci şi de situarea amplasamentului, expunerea lui, de către perdelele de vegetaţie, terenuri aride, de natura şi culoarea solului sau a îmbrăcăminţii acestuia, sau de adîncimea şi suprafaţa unei pînze de apă. (*4)

J.B.Humbold împreună cu Gay-Lussac făcînd măsurători meteorologice, 1804

Grădina faraonului Amenhotep III, 1400 Î.Cr.; (crearea unui microclimat local). arh Guy Rottier, proiect pentru un "Oraş solar"

F A C T O R I D E I N F L U E N T Ă

t J I C R O C U M ^ T E L ^ U R B A N E ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ căilor publice, asupra terenurilor şi spaţiilor verzi ş i , în mod general spus, asupra

Este un subiect dificil, asemănător cu acela condiţiilor de locuire în aglomeraţii. S-a stabilit care tratează relaţia dintre urbanism şi climat, că aceşti factori au o importanţă mai mare în pentru că trebuie luaţi în considerare doi fac- cazul ţărilor calde, în comparaţie cu cele tem-tori care acţionează unul asupra celuilalt: efec- perate. Printre altele, proiectanţii trebuie în tul climatului asupra oraşului şi efectul oraşului mod egal să se intereseze de problema asupra climatului. poluării atmosferei.

Un oraş, odată construit, climatul nu mai în concluzie, principalii factori care este la fel cu acela care domnea înainte, influenţează condiţiile proiectării bioclimatice şi Acumularea de căldură şi inerţia termică a solare sînt: construcţiilor, cît şi îmbrăcămintea căilor pu- • tipul radiaţiei solare receptate de către blice influenţează condiţiile climaterice. Venti- situl respectiv: directă, difuză, reflectată şi pro-larea şi evaporarea vor avea valori diferite de centajul fiecăreia în timpul maximei necesităţi cele de la sat. Radiaţia solară este absorbită în de energie; mod diferit de către diversele sectoare şi de • localizarea geografică a sitului şi în-către diversele suprafeţe ale oraşului (de unde clinarea axei pămîntuiui în timpul unui an rezultă apariţia curenţilor aerieni foarte va- alterează relaţia dintre soare şi sit. Ca urmare, riaţi). situl şi clădirile trebuie proiectate în aşa fel

Se vorbeşte deseori de "climatul urban" li- încît să se asigure expunerea optimă a aces-mitat la oraş şi la vecinătatea imediată, dar tora către radiaţia solară; este de preferat folosirea termenului de "micro- • captarea întregului spectru de radiaţie climat urban", pentru a-l putea astfel distinge solară - de la ultraviolet ia infraroşu - depinde de climatul general al regiunii (clima-tul sinop- de realizarea suprafeţelor colectoare, precum tic) în care acesta se inserează. şi de materialele folosite;

într-un oraş mare, sau într-o aglomerare, • starea de cald sau de rece a spaţiilor -fenomenele locale sînt la scară mare şi micro- exprimate în unităţi pe oră sau zi - determină climatul urban este foarte complex. Acesta de- media pe termen lung a acestei sarcini, expri-pinde de dimensiunile şi de densitatea imo- mate în unităţi săptămînale sau lunare; bilelor, de orientarea şi dimensiunilor căilor de • numeroase anomalii regionale, locale şi acces etc. Curenţii aerieni principali sînt înceţi- climaterice ale sitului, care sînt potenţial favor-niţi şi canalizaţi la nivelul oraşului, dar acei- abile sau nefavorabile în ceea ce priveşte per-dente - cum ar fi turnurile - pot crea perturbaţii formanţa spaţiilor din punct de vedere al apor-violente. Aceşti curenţi pot genera "brume" de tului solar. De exemplu, vînturile sau eveni-origine urbană şi industrială. mentele meteorologice, în genere, pot provoca

Alţi factori care trebuie luaţi în consideraţie efecte nefavorabile spaţiilor sau, din contră, de către proiectanţi se referă la nebulozitate şi expunerile favorabile pot reduce necesităţile însorire avînd o influenţă majoră asupra tem- energetice ale spaţiului. (*5) peraturii locuinţelor, asupra microclimatului

arh Guy Rottier, proiect pentru un "Oraş solar"

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

7.2. CONFORT

Ameliorarea mediului din punct de vedere termic este primul obiectiv important în cadrul diverselor climate. Nu este posibilă definirea caracteristicilor unui mediu din punct de vedere termic prin intermediul unui singur parametru, cum ar fi temperatura aerului. Stu­diile în acest sens, pentru obţinerea scărilor reprezentative din punct de vedere fiziologic, ţin cont de efectele simultane asupra confortu­lui, date de temperatura aerului, umiditatea relativă şl mişcarea aerului. Aceasta a dus la întocmirea scării temperaturilor efective (una dinte cele mai reprezentative). Ea poate fi modificată pentru a i se putea integra efectele radiaţiei solare şi a exprima noţiunea de "scară a temperaturilor efective corijate".

De exemplu, în spaţiile cu aer condiţionat, temperatura optimă confortului este de 22-23°C (temperatura uscată 25,5-26,5°C), umid­itatea relativă fiind de 50%.

Astfel de scări de temperatură efectivă se utilizează pentru compararea valorilor diferi­telor medii. De multe ori viteza vîntului liber tre­buie modificată cu ajutorul unui coeficient de reducţie (ţinîndu-se seama de efectul clădirilor). Coeficientul de reducţie a fost sta­bilit de către Bedford, Werner şi Chrenko. în studiile făcute de ei asupra Londrei au demon­strat, printre altele, că viteza vîntuiui la nivelul străzii este de circa 1/3 din viteza vîntului liber.

Abordarea teoretică a unui adăpost echilibrat ( d u p ă V. Olgyay)

•

toe

so pr_ — " Na*. w— — -

m ' i î i i i » ^ * ^ >

60

46

— - r — - J r——r—t—-"t o za 4o eo go * jo

Zona standard de confort

Temperatura efectivă pentru diferite combinaţii de temperatură a aerului, umiditate relativă şi mişcarea aerului (fără corecţii pentru radiaţia solară).

1 I I I s n i T A T C TEMPERATURA EFECTIVA

TEMPERATURA USCAT, UMBRĂ

UMILII 1 Al fc RELATIVĂ

mişcare aer mişcare aer mişcare aer 7m/min 35m/min 150m/min

75% 36,5 36,5 36

40,5 4 0 % 32,5 32 31

2 0 % 30,5 30 29

9 0 % 34 33,5 32

35 7 5 % 32 31 30

4 0 % 29 28,5 27

9 0 % 28,5 28 25,5

7 5 % 27 26,5 24j5

29,5 4 0 % 24,5 24 22

9 7

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

e-siâiftears Răcire prin evapoiaro

' 1 .

€ 3 r

bra arc n*voie <]« aer în £onu

C B ?

3»r

CONFORT

Climatul influenţează omul atît din punct de vedere fizic, cît şi psiho-fiziologic, fapt pentru care este considerat un factor primordial în proiectare. Sarcina majoră a proiectanţilor este crearea unui mediu înconjurător, cel mai bun posibil pentru activitatea ocupanţilor, atît în interior cît şi în exterior, deci, preocuparea proiectanţilor este de a furniza întregul confort, care poate fi definit ca o senzaţie fizică com­pletă, capabilă să ofere o stare psihică de bine. (*3)

Temperatura aerului, umiditatea, radiaţia şi mişcarea aerului afectează confortul şi trebuie considerate simultan, dacă se prevede un me­diu acceptabil atît în interior cît şi în exterior. Aceşti factori trebuie luaţi în consideraţie în orice fel de condiţii de încălzire, atît cu com­bustibili fosili, cît şi solară.

Pentru proiectarea efectivă a spaţiilor în scopul realizării confortului, este necesară în­ţelegerea proceselor termice de bază ale cor­pului omenesc. Felul cum corpul generează şi pierde căldură este esenţial în identificarea zonei de confort a ocupanţilor, precum şi pen­tru proiectarea sistemelor de control a căldurii, frigului şi umidităţii.

Pentru stabilirea normelor confortului termic s-au dezvoltat două moduri de abordare, care sînt complementare. Unul caută să menţină în interior condiţiile termice ale unei zone de con­fort stabilite, pe cînd celălalt încearcă să mod­ifice zona de confort. Amîndouă modurile de abordare sînt folosite în proiectarea bioclima­tică sau solară.

9 8

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

CĂLDURA PRODUSA DE CORPUL OMENESC

Corpul este un permanent producător de căldură. Activităţile zilnice, cum ar fi somnul, lucrul, plimbatul, jucatul, sînt toate produ­cătoare de căldură. întreaga paletă de cerinţe energetice a corpului este suplinită de con­sumarea şi digestia hranei. Procesul de trans­formare a hranei în energie este numit meta­bolism. Din toată energia generată de proce­sele metabolice, corpul foloseşte numai 20%, iar restul de 80% trebuie pierdute în mediul înconjurător.

PIERDERILE DE CĂLDURĂ ALE CORPULUI OMENESC

Temperatura interioară, spre deosebire de cea de la suprafaţa pielii, trebuie menţinută la 37°C pentru că numai în acest fel corpul funcţionează normal. Pentru a menţine con­stantă această balanţă de temperatură, între­gul surplus de căldură trebuie disipat către mediul înconjurător. Aportul de căldură din mediul înconjurător, de exemplu radiaţia solară, trebuie să fie de asemenea disipată.

Corpul pierde aproximativ 80 % din căldura sa prin convexie şi radiaţie; cele 20 de pro­cente rămase, ale surplusului de căldură a cor­pului sînt pierdute prin evaporare cu un foarte mic procentaj de căldură, prin con-ducţie.

^ B A L A N Ţ ^ D E C Ă L D U R Ă ^ ^ O R P U L U ^ ^ ^ ^

Suma totală a cîştigului şi pierderii de căldură trebuie să fie întotdeauna egală cu zero - temperatura constantă a corpului fiind de 37°C. Dacă temperatura cîştigată de corp este mai mare sau mai mică decît cea pier­dută, apare o stare de inconfort.

Corpul are numeroase mecanisme de reglare pentru menţinerea unei temperaturi constante. Circulaţia sîngelui poate să crească sau să descrească, glandele sudoripare să se închidă sau să se deschidă, iar în cazul unei menţineri prelungite a stării de inconfort, pot să apară tremurături. De altfel continua expunere la aclimatizări poate să cauzeze schimbări în metabolismul bazai.

re».

a«e» '' " ' ' *

a».

. te»»' • '«asm

fax» ^ jj*

,1 f^J^s»"*, JtfL -*

i •

Căldura produsă de corpul omenesc (în Btu/oră), pentru o persoană normală (bărbat, 20 de ani).

99

F A C T O R I D E I N F L U E N Ţ Ă

ejmww, tatmuâ ft«»4rri£ ftMjBŢg ce*»uaie

J l Balanţa termică a corpului omenesc (sub influenţa

unui şir întreg de circumstanţe, corpul omenesc întreţine o căldură interioară de 37 C)

in. +

in. _ mi mi

^^^^^^^^^= ^^^^^^^^^=

# — U -# — U -

CĂLDURA PIERDUTĂ ÎNTR-UN MEDIU CU TEMPERATURĂ VARIABILĂ

Ca şi regiunile climaterice, confortul corpu­lui omenesc este determinat de temperatură, umiditate, mişcări ale aerului şi radiaţie. în consecinţă acest proces de schimb de căldură între corp şi mediu poate fi ajutat sau împiedi­cat de schimbările (variabilele) climaterice.

VARIABILE SUBIECTIVE

Cele patru variabile climaterice discutate sînt primele determinante ale confortului sau disconfortului uman. Dar mai există şi un număr de factori individuali şi subiectivi care pot influenţa preferinţele termice. Acestea includ propria îmbrăcăminte, vîrsta, sexul, starea trupului (sănătos sau bolnav), puterea individului sau culoarea pielii. Se pot adăuga variabile psihologice şi sociologice, care de asemenea pot influenţa confortul termic. Cînd omul este fericit sau supărat, activ sau obosit, singur sau în grup.

ZONA DE CONFORT

Este stabilită prin analiza relaţiilor între tem­peratura aerului şi trei variabile climaterice: temperatua radiantă (temperatura su­prafeţelor înconjurătoare), umiditatea şi velo-citatea aerului.

Analizele vor stabili limitele condiţiilor ter­mice (zona confotului) în care majoritatea adulţilor se simt confortabil. Zona de confort este o aproximaţie imprecisă a confortului ter­mic uman, realizînd multe variaţii ce se da­torează preferinţelor umane, carcteristice de ordin fiziologic, psihologic, precum şi de natu­ra activtăţii ce se desfăşoară.

100

I N T E R V E N Ţ I I

i

8.1. I O R G A N I S M U R B A N M E T A B O L I S M U R B A N

tmLA MACHINE B t MARLY,

În cadrul societăţilor moderne, oferta ener­getică va suferi o mutaţie importantă în anii ce vor urma. O reevaluare, cu siguranţă calitativă şi poate cantitativă, trebuie întrevăzută încă din zilele noastre, chiar dacă marea inerţie a mecanismelor şi structurilor cuprinse în acest joc vor întîrzia efectele scontate.

Acest proces a demarat deja în multe ţări, promovînd noi politici de economie energetică, de recuperare a energiilor, precum şi de dez­voltare a noilor energii, cea nucleară, de exemplu (cu preponderenţă în epoca actuală), dar care va lăsa loc şi altora, cum ar fi energia solară.

începînd cu anul 1976, cu prilejul a două mari reuniuni iniţiate şi desfăşurate sub egida Organizaţiei Naţiunilor Unite, Conferinţa Mondială asupra Mediului înconjurător (Stoc­kholm, 1972) şi Conferinţa Mondială privind aşezările populate, Habitat (Vancouver, 1976), au luat amploare teoriile şi practicile analizelor

complexe a "organismelor urbane" şi ale "metabolismelor localităţilor şi zonelor te­ritoriale". (*1)

Extinderea acestor noţiuni, iniţial limitate la organismul uman, la localităţi, zone urbane şi teritoriale, reprezintă o evoluţie firească către abordarea globală a problemelor, relaţiilor în­tre colectivităţile umane, pe de o parte, mediul natural şi cel amenajat, construit, pe de altă parte. Justificarea teoretică a corectitudinii acestui gen de abordare rezidă în constatarea confirmată de practică că localităţile capătă prin transfer de la colectivităţile umane care le găzduiesc, caracteristicile organismelor vii.

Urmărind schema organismului urban se observă că acesta se referă la o totalitate de activităţi urbane - elemente morfologice care se constituie ca viaţă urbană şi în acelaşi timp la o totalitate de spaţii aferente - localizări (alte elemente morfologice), care se constituie în cadrul urban. (*2)

101

I N T E R V E N Ţ I I

"Relaţia între cele două constituiente ale organismului urban fiind de natură dialectică, viaţa şi cadrul urban sînt reciproc dependente, dar primul termen al acestei relaţii, asa cum am văzut anterior, este factorul motor al trans­formării; o transformare care. aşa cum s-a demonstrat istoric, poate lua forma evoluţiei sau a involuţiei - situaţie reflectată, pe de o parte, în starea de mobilitate şi complexitate a elementelor morfologice, iar pe de altă parte prin starea echilibrului între viaţa urbană şi cadrul urban. Aceşti doi termeni ai echilibrului general urban devenind prin esenţializare mod de viaţă şi cadru de viaţă, se adresează unui conţinut parţial natural şi parţial spiritual, parţial concret şi parţial abstract, suscitînd în cercetarea sa un interes inter-multi-disciplinar şi deci, o înţelegere în primul rînd globală". (*2)

Aşa cum s-a vorbit despre organismul urban, asemeni unui organism viu şi în perma­nentă transformare, atunci se poate vorbi şi despre metabolismul urban. Această noţiune ce se referă atît la localităţi cît şi la teritorii "defineşte schimbul complex de substanţe (care asigură desfăşurarea normală a vieţii colectivităţii umane) între localităţi şi mediul înconjurător, referindu-se la toate funcţiunile economice, sociale, tehnice şi edilitare". (*1).

Există un singur şi indivizibil metabolism propriu fiecărei localităţi, care se referă la schimbul global de substanţe între localităţi şi mediul înconjurător (apă, aer, sol), dar din necesităţi ştiinţifice (în vederea analizei şi cuprinderii sistematice a problemelor), se folosesc termenii de metabolism de bază şi metabolism auxiliar.

Schema organismului urban după arh. Alexandru Sandu - Curs de teoria structurilor urbane.

Metabolismul de bază este alcătuit din schimburile de substanţe direct legate de necesităţile populaţiei (alimentare cu apă, cun-sum de alimente şi materii energetice), inclu-

DETERMINANTE IN PLANUL

NECESITĂŢILOR MORFOLOGIE URBANA

COMPONENTE ÎN PLANUL EXISTENTEI

URBANE

102

I N T E R V E N Ţ I I

derea lor în viaţa colectivităţii umane şi a localităţii, utilizarea lor, colectarea şi neu­tralizarea acestora după folosire.

Metabolismul auxiliar se referă, în gener­al, la aceleaşi substanţe şi materii, dar în cu totul alte cantităţi şi proporţii, care sînt gener­ate de activităţile economice (industrie şi agri­cultură, exploatarea resurselor naturale), în principal. El depinde cantitativ şi calitativ de caracteristicile tehnologice şi amploarea activ­ităţilor desfăşurate, dar se referă la aceiaşi fac­tori de mediu (aer, apă. sol).

O localitate urbană are un sistem metabolic specific. Din reprezentarea schematică a metabolismului global al unei localităţi cu structură preponderent urbană, reiese faptul că toate intrările şi ieşirile conţin, în diferite for­me, cantităţi de energie înglobată, ceea ce exprimă şi sub această formă schematică ma­rea interdependenţă dintre localităţi şi energie.

Merită subliniat, de asemenea, faptul că în zona ieşirilor (ape uzate, căldură, deşeuri soli­de) apare posibilitatea reciclării sub diferite for­me, inclusiv cea energetică, a unor produse me­tabolice considerate pînă nu de mult, ca neutile; în felul acesta se realizează recuperări e-nergetice, termice şi de altă natură (metale, tex tile, hîrtie, etc.), eliminîndu-se sursele de risipă.

Pornind de la această multitudine de factori care converg şi structurează o imagine com­pletă (aceea a unui oraş) şi combinînd cele două scheme, capitolul care urmează îşi pro­pune să releve posibile intervenţii în cadrul organismului urban, încît cu ajutorul energiei solare să se reducă aportul energiei con venţionale.

Avînd în vedere faptul că aceleaşi raţiuni, tendinţe şi caracteristici de concepere a unui plan de sistematizare pot fi găsite şi în cazul planului unei singure clădiri, precum şi faptul

Reprezentarea schematică a metabolismului global ai unei localităţi cu o structură preponderent urbană (după V.loanid).

energie şl materii prime energetice

ENERGIE SOLARA

ENERGIE ÎNGLOBATĂ

alimente, produse animale şi vei

I ft r i M M

ENERGIE ÎNGLOBATĂ

produse finite

1 -^[# • • • • • •

LOCALITATEA căldură

ENERGIE ÎNGLOBATĂ

materiale de construcţie INDUSTRIE

TRANSPORTURI LOCUINŢE

DOTĂRI ECHIPARE

poluanţi ai aerului

deşeuri solide ENERGIE

ÎNGLOBATĂ INDUSTRIE

TRANSPORTURI LOCUINŢE

DOTĂRI ECHIPARE

poluanţi ai aerului

deşeuri solide INDUSTRIE

TRANSPORTURI LOCUINŢE

DOTĂRI ECHIPARE

ape uzate

EDILITARĂ umilit II • • • • • •

I U Î S

«a _• o O LI: b

ENERGIE şi prefabricate mm

ENERGIE ÎNGLOBATĂ 1 ÎNGLOBATĂ

materii prime

T ENERGIE ÎNGLOBATA

1 0 3

I N T E R V E N Ţ I I

că atît structura spirituală, cît şi cea materială converg către aceleaşi scopuri care în final constituie echilibrul pe toate planurile cu me­diul înconjurător, studiul se poate face pornind de la microstructuri către macrostructuri.

"Locuirea umană are o corelaţie integrată cu mediul său înconjurător", spune Victor Olgyay. "în aparenţa sa finală, ea este simplă dar de fapt este complicată În sine însăşi, coordonînd nenumărate acţiuni. Aceleaşi legi fundamentale domină caracteristicile sale la fel ca şi cele ce domină structurile întîlnite în natură". Nu are importanţă în ce mod se face abordarea acestei probleme - prin consideraţii matematice, fiziologice sau consideraţii ce ţin de tradiţie - răspunsul va fi acelaşi: "cînd locuirea se uneşte indisolubil cu mediul încon­jurător şi caută să echilibreze condiţiile de con­

fort, şi forma fizică a acesteia caută să urmeze aceleaşi căi".

Desigur, fiecare caz este un caz particular ce trebuie să răspundă caracteristicilor locale, alegerii concepţiilor, opţiunilor în fiecare do­meniu, dar oricare ar fi numărul parametri­lor ce trebuie luaţi în consideraţie, o locuire "solară" trebuie să răspundă mai multor funcţiuni majore: captare, protecţie, stocare, distribuţie, climatizare şi regularizare.

Deci, abordarea elementelor morfologice şi în special a celor ce fac parte din cadrul urban se va face corespunzător acestor funcţiuni, ţinînd seama că sînt dialectic legate între ele, iar din punct de vedere al intervenţiilor, ele vor apărea în planul spaţio-funcţional la nivelul vieţii urbane, şi în planul spaţio-perceptiv, la nivelul cadrului urban.

Un adevărat exemplu de organism urban este oraşul Tenochtitian; planul, publicat în anul 1524 este atribuit lui Durer; funcţiunile oraşului şi relaţiile ce se stabilesc între ele sînt foarte clar indicate; la fel şi canalele de aducţiune a apei şi sistemele de apărare.

104

C A P T A R E A

£ C A P T A R E A

întreaga structură fizică a cadrului urban este un captator al energiei solare. De aceea, această problemă trebuie studiată la nivelul terenurilor, al modurilor de compunere al ansamblurilor, la nivelul masei construcţiilor, al spaţiului exterior acestora (amenajat sau natural), precum şi a materialelor constituente.

Scopurile principale, valabile tuturor nive­lelor de abordare a problemei captării energiei solare, sînt: găsirea soluţiilor favorabile posi­bilităţii captării radiaţiei şi ameliorarea struc­turilor, în vederea unei reacţii avantajoase impactului radiaţiilor solare. Studiul fenomenu­lui captării energiei solare, fără a fi exhaustiv, s-a condus după următoarea schemă:

Gravură de Geams Lambeth

1 alegerea amplasamentelor - terenurilor, în funcţie de posibilităţile de captare, orientare bioclimatică: soare

vînt precipitaţii

2 modalităţi de compunere pe orizontală şi pe verticală a ansamblurilor, în vederea captării radiaţiilor solare;

3 construcţii A captare în sistem pasiv a) prin intermediul elementelor constructive

orientare în plan forme volume suprafeţe verticale ferestre

pereţi suprafeţe orizontale pardoseli

terase acoperişuri

sera b) prin intermediul elementelor funcţionale

la nivel de celulă construcţii ansamblu

B captare în sistem activ în mediu construit existent în mediu construit nou

4 spaţii exterioare 5 materiale folosite în scopul captării (eficienţa lor)

1 0 5

C A P T A R E A

9.1. ALEGEREA AMPLASAMENTELOR

Compoziţia în cadrul peisajului! Studiul "parcelării permite o apreciere mai corectă asupra caracteristilor majore ale peisajului si refiefului. Se observă cum dez­voltările urbane vechi sau noi se înscriu în mod natural în morfologia generală a sistemului astfel exprimat.

EFECTUL MICROCLIMATULUI

Sîntem înclinaţi să credem că ar exista o oarecare uniformitate a condiţiilor climaterice pe o anumită suprafaţă mai mare sau mai mică de teren. Această impresie se datorează faptu­lui că datele adunate reflectă nişte condiţii medii, pe de o parte, iar pe de altă parte, pen­tru că hărţile la scară mare înfăţişează zonele de aceeaşi temperatură în cîteva linii simple. Dar de cele mai multe ori în cadrul aceleiaşi zone se pot distinge diferite temperaturi sau umidităţi, la diferite altitudini şi pentru zone foarte apropiate. în regiunile muntoase, acest fapt este foarte evident. Mai mult, fiecare dife­renţă de înălţime, fiecare fel de îmbrăcăminte a solului (liber, cu iarbă, împădurit etc.), fiecare suprafaţă de apă poate induce variaţii în cli­matul local.

Aceste efecte locale la scara mică a micro­climatului generează tiparele la scară mare a macroclimatelor.

Aceste deviaţii în cadrul climatului sînt o parte importantă în cadrul activităţii de siste­matizare. (*1)

în primul rînd, în alegerea amplasamen­telor, trebuie considerate a fi cele mai favora­bile scopurilor urmărite. în al doilea rînd, un amplasament mai puţin avantajos trebuie ameliorat în vederea folosirii energiei solare, pentru ca să poată oferi o reacţie avantajoasă impactului radiaţiei.

O serie întreagă de studii au fost efectuate de Geiger şi Landsberg, aducînd informaţii detaliate acestui subiect. Printre factorii impor­tanţi, consideraţi de cei doi autori, se numără cele şase categorii de efecte: al microclimatu­lui, topografiei, radiaţiei, vînturilor şi precipita­ţiilor, prezenţei vegetaţiei şi apelor, efectul ora­şului asupra climatului şi invers.

106

C A P T A R E A

EFECTUL TOPOGRAFIEI

Temperatura în atmosferă descreşte odată cu altitudinea. Astfel, vara descreşterea este de 1° pentru fiecare 300 m înălţime, iar iarna 1° pentru fiecare 400 m. Acest efect este im­portant pentru zonele tropicale, unde condiţiile favorabile amplasamentelor se găsesc la alti­tudini mari (Mexico City).

Aceeaşi problemă de influenţă şi modificare a microclimatului apare şi în cazul văilor; dacă temperatura platoului va fi rece, temperatura văii va fi şi mai rece, iar zonele înalte ale pan­telor vor rămîne calde. Aceste suprafeţe, dese­ori indicate pe hărţi ca zone de ve-getaţie, dau referinţe asupra "benzilor termice".

Pentru zonele temperate aceste suprafeţe sînt avantajoase în vederea plasării construcţiilor; mai precis, acestea vor fi amplasate la jumătatea înălţimii pantei, deoarece în partea de sus se creează curenţi de aer (vîntul de creastă).

EFECTUL RADIAŢIEI

Cantitatea radiaţiei solare este de aseme­nea un factor care influenţează climatul. Astfel, o suprafaţă primeşte cantităţi diferite de radiaţie solară, funcţie de înclinarea şi direcţia pantei, variind în funcţie de sezon sau de ca­litatea boitei cereşti.

Se pot întocmi tabele ce conţin radiaţia directă pentru cer senin; cantitatea de radiaţie medie totală pentru cer senin, cantitatea medie de radiaţie necesară aportului caloric în condiţii medii şi pentru orice înclinare a terenu­lui. Aceste valori se pot însuma şi transpune pe o diagramă concepută în spaţiu ca un trunchi de con. Cantităţile diferite ale radiaţiei sînt înscrise în proiecţia orizontală a conului, iar intensitatea radiaţiei este indicată cu aju­torul unor tipare de diferite intensităţi. Diagra­ma poate indica efectele radiaţiei în toate ori­entările pe opt înclinări faţă de orizontală, iar în final se ajunge la evaluarea radiaţiei medii totale, în scopul alegerii amplasamentelor.

1 0 7

C A P T A R E A

N

Casă în Malibu.

Exemplul dat arată că un plan înclinat va primi 20% mai multă radiaţie iarna decît un plan orizontal (ca şi cum primăvara ar veni cu 2 luni mai înainte). Sau, funcţie de înclinarea pantei, o suprafaţă poate primi 30-40% mai multă radiaţie în timpul iernii (va fi cu 3,1/2 luni avans către primăvară.

EFECTUL VÎNTURILOR Şl AL PRECIPITAŢILOR

Aceşti doi factori pot modifica microclimatul local sau regional. Măsurători şi observaţii în acest domeniu au fost făcute de către Geiger. El a construit grafice după modelul celor alăturate, pentru cazul unui munte sau un deal, demonstrînd influenţa celor doi factori.

EFECTUL SUPRAFEŢELOR DE APĂ Şl AL VEGETAŢIEI ASUPRA MICROCLIMATULUI

Apa avînd altă inerţie termică decît suprafaţa pămîntului, temperatura va fi mai scăzută ziua şi mai ridicată noaptea, atît pen­tru iarnă, cît şi pentru vară.

La fel microclimatul va fi influenţat de natu­ra acoperămîntului solului. Astfel, suprafeţele plantate sau cu iarbă vor reduce temperatura prin absorbţia radiaţiei (insolării) şi prin evapo­rare. Acest lucru iese în evidenţă din tabelul ce cuprinde procentajul radiaţiei solare absorbite de diverse materiale (tabel 1). S-a ajuns la concluzia că temperatura unei su-prafeţe cu iarbă este cu circa 8°C mai scăzută (în timpul verii) decît o suprafaţă neplantată; sau tempe­ratura unei suprafeţe de teren de sub un copac este cu circa 5°C mai mică decît a unei suprafeţe neumbrite (în mijlocul zilei).

INFLUENŢA MEDIULUI CONSTRUIT Şl AMENAJAT ASUPRA MICROCLIMATULUI

Oraşele şi suprafeţele amenajate de către om tind să ridice temperatura, deoarece mate­rialele folosite în mod obişnuit au proprietăţi absorbante. Temperatura descreşte în gene­ral spre zonele mărginaşe ale oraşelor. Se poate ajunge, după cum arată exemplul ală­turat, la diferenţe de 4-5°C între centru şi peri­ferie. Aşa se poate exemplifica efectul oraşului asupra climatului, la care trebuie adăugat şi efectul poluării.

CRITERII PENTRU ALEGEREA AMPLASAMENTELOR

în regiuni diferite şi în acord cu cerinţele bioclimatice specifice regiunii respective, vor trebui să fie alese în vederea locuirii sau a altor activităţi umane numai anumite amplasamente cu expuneri topografice favorabile.

Astfel, spre exemplificare, criteriile de se­lecţie ale amplasamentelor sînt următoarele pentru cele patru zone climaterice: rece, tem­perat, cald umed şi cald uscat, (tabel 2)

1. Zone reci - unde conservarea căldurii este principalul obiectiv se preferă amplasa­mentele care sînt protejate. Poziţiile avantajate ar fi cele localizate în partea de jos a "benzilor termice" sau amplasamentele localizate pe pante în "umbra vîntului", dar cu o bună expunere la soare în timpul iernii.

Orientările sud, puţin către^ est asigură echilibrarea distribuţiei căldurii. în consecinţă, amplasamentele localizate la jumătatea pan­telor (pe verticală), pe direcţia Sud - Sud-Est vor oferi cea mai bună posibilitate în soluţiile "solare".

2. Zone temperate. Pentru aceste zone, amplasamentele favorabile nu au condiţii atît de stricte ca pentru zonele reci. în orice caz, ele pot cuprinde domenii mai largi (proporţii mai mari) dat fiind că necesităţile pentru ambele perioade de supra şi subîncălzire tre­buie corelate. în aceste cazuri zonele expuse favorabil tind să se mute uşor către est.

Efectul curenţilor de aer rece este mai puţin important, permiţînd astfel o utilizare mai largă

C A P T A R E A

Tip de aşezare de pe coasta Africii.

a pantelor, în special spre părţile joase ale acestora.

Amplasamentele localizate în părţile cele mai înalte ale pantelor, care obişnuit se încălzesc foarte bine, devin avantajoase dacă oferă protecţie contra vîntului.

Utilizarea brizelor în perioadele calde creşte în importanţă; această necesitate nefiind în contradicţie cu protecţia contra vîntului (atît de necesară în timpul iernii) întăreşte observaţia că de cele mai multe ori direcţiile sezoniere ale mişcării aerului nu coincid.

în zonele temperate, variaţia necesităţilor de aport caloric şi de protecţie trebuie consi­derată cu mare atenţie.

3. In zonele climaterice cald uscate nece­sitatea pierderilor calorice anulează cerinţele perioadelor reci. Amplasamentele la baza pan­telor, beneficind de curenţi de aer rece sînt preferate, dacă soluţiile adoptate permit aces­tor curenţi reci să acţioneze în perioadele de supraîncălzire prin intermediul unei acţiuni de "îndiguire".

Soluţiile cu "curte închisă" coincid cu nece­sităţile de preluare a aerului din imediata apropiere (care este răcit de către radiaţiile nocturne).

Efectul vîntului are puţină importanţă, iar temperatura ridicată din timpul zilei face ca amplasamentele cu expuneri la Est să fie preferate în vederea echilibrării temperaturilor din timpul zilei. Dar, pentru o lungă perioadă din an, este necesară asigurarea umbrei după amiaza, aşa că, amplasamentele cu expunere Est - Sud-Est sînt preferate pentru aceste zone climaterice.

4. In zonele climaterice cald-umed, mişcarea aerului constituie elementul de bază în asigurarea confortului. Sînt preferate amplasamentele terasate către direcţia vîntului dominant, dar cu expunere către zonele înalte ale pantelor, ce posedă curenţi de aer (lîngă crestele dealurilor). De asemenea, sînt prefer­ate amplasamentele pe înălţimi mari, în partea cea mai expusă vîntului, sau cît mai aproape de creastă, (tabel 2)

110

Alegerea amplasamentelor în vederea uti­lizării energiei solare şi a conservării acesteia se bazează pe analizele făcute asupra clima­tului zonei respective şi a topografiei locului. Din aceasta reies sugestii ce vizează expunerea către sud, precum şi păstrarea intactă, în acest caz, a curenţilor de aer care nu vor afecta zona rezidenţială.

arh. Guy Rottier, proiect pentru un "Oraş solar"

d r e n a j p r i n c i p a l

păattrr d * a a & d e ' * \ * f o i a n e e e a V r ^ 8 u d

v e g e t a ţ i e d e a s ă d e t i p u l a r b u ş t i ­l o r .

V p l a t o u î a a t k # ^ $ t « « %

g r u p u r i d e " a a r i âlmena V 2 *r * \fh *' i s ^ a i o ă î â ă i ţ î

1 » "

v î & t u l d e « o r d - v e s t a m e n a j ă r i a j t i f

t e r e n u l u i i,<T c o m » t r u o ţ i i d e t i p u l s p a ţ i i l o r t a m p o n o f e r ă p r o t e c ţ i e .

v a l e ţ i e s t e d e s c h i s ă T i s t u l d e « o r d - * » a t c a t * * -rest ş i e x p u n ă viptu-„ l u i S e a o r d - . v e s t . 2 _

f c a t l f ' d e c ă -7 / p l a t o u î a a ' f c ţ A t r e v i

d e a i v e ! a r i i l e t e r e ­n u l u i ş i s u p r a f e ţ e î m p ă d u r i t e v o r b l o c a c u r e n ţ i i d e a e r . d i n d u d - e a t .

d e n i v e l ă r i a l e t e r e n u ­l u i ş i a u p r a f e ţ e î m p ă ­d u r i t e v o r b l o c a c u r e n ­ţ i i d e a e r « l i n p a r t e a d e a o r a - e a t .

111

C A P T A R E A

**••"" / i / i / :ţ /

0

Regiuni cald- umede.

Proiect pentru Cartierul General al Serviciilor de Asigurare, Manila; amplasamentul este ales de aşa manieră încît aportul radiaţiei solare este minim.

Compoziţia tn cadrul peisajului. Studiul parcelării permite o mai bună apreciere asupra caracteristicilor majore ale peisajului şi reliefu­lui. Se observă cum dezvoltările urbane vechi sau noi se înscriu în mod natural în morfologia generală a sistemului astfel exprimat.

S-a constatat că estul şi vestul laturilor unui deal primesc mai multă radiaţie decît alte ori­entări în care razele solare cad sub un unghi mai ascuţit. Prin urmare,, direcţiile sudice şi nordice ale pantelor sînt mai eficiente. Cîteo-dată însă sînt mai importante efectele date de curenţii de aer, sau necesitatea umbririi este primordială.

Aceste exemple de consideraţii ale alegerii amplasamentelor au fost proiectate pe o for­maţiune schematică de deal. (33)

MODALITĂŢI DE COMPUNERE PE ORIZONTALĂ Şl PE VERTICALĂ A ANSAMBLURILOR, ÎN VEDEREA CAPTĂRII RADIAŢIILOR SOLARE

La nivelul ansamblurilor, problema se pune pe două planuri: compunerea lor pe orizontală şi pe verticală, în aşa fel încît să se asigure o captare maximă a energiei solare, precum şi ameliorarea structurilor în scopul unei reacţii avantajoase impactului cu radiaţiile solare, cu vînt, cu precipitaţii etc. (problemă ce va fi stu­diată la capitolul "Protecţie").

în principiu, soluţiile ce prevăd adunarea în ciorchine sau compunerea clădirilor ca în desenele alăturate se dovedesc a fi solide şi eficiente în problema captării maxime a energiei solare şi minimalizarea, în acelaşi timp, a pierderilor calorice.

Aceste soluţii se pliază perfect pe ideea arhitecturii bioclimatice, precum şi pe cea a solarului activ.

Dacă la ele se adaugă şi faptul că în secţiune se adoptă soluţii de tipul piramidelor, suprafeţele expuse la soare se vor mări, crescînd astfel şi procentajul captării.

Similar, aceste lucruri sînt valabile atît pen­tru versiunea bioclimatică, cît şi pentru cea a solarului activ (ex. "Las Colinas", S.U.A.).

112

C A P T A R E A

Din studiul elaborat de Sanda Mehedincu , care are drept scop studierea diferitelor grupări de clădiri în vederea economisirii de energie, reiese că o bună expunere la radiaţia solară este capabilă să soluţioneze o parte a acestei probleme.

Studiul testează un set de 14 soluţii de sis­tematizare, realizate pe acelaşi teren, (teore­tic), folosind secţiuni de locuinţe cu acelaşi regim de înălţime (P+8), fără magazine la parter.

Din studiu, reiese că realizarea grupărilor de locuinţe cu un perimetru cît mai redus, recomandarea sistemelor ce prevăd fronturi din mai multe secţiuni în bare lungi şi sis­temele incintă sînt cele mai eficiente.

1 5

De exemplu, anual adoptîndu-se soluţia "4", în locul soluţiei " 1 1 " pentru o populaţie de circa 2000 locuitori, se vor economisi pe soluţii circa 2551 combustibil. Se mai reţin ca avantajoase soluţiile " 1 , 3, 5, 2 1 " , dezavantajate fiind soluţiile "11" (cea mai slabă), "12, 13, 22".

Studiul face însă abstracţie de comparti­mentarea interioară, care, dacă ar fi conce­pută în aceeaşi idee de economie energetică, ar face soluţiile şi mai eficiente.

Aşadar, la nivel de ansamblu, adoptarea soluţiilor de multifuncţionalitate a spaţiilor, gru­parea lor funcţie de natura activităţilor, deci şi de necesarul aportului caloric, se dovedeşte a fi absolut necesară într-o viziune bioclimatică sau a solarului activ.

13

1 1 3

C A P T A R E A

| & 3 ^ J O N - S ™ J C T ^

C O N S U M U L D E E N E R G I E A F E R E N T U N E I C L Ă D I R I D E L O C U I T

în balanţa energetică a localităţilor, clădirile reprezintă o componentă importantă, atît cele de locuit cît şi cele social-culturale prin vari­etatea lor şi prin rolul pe care îl au în satisfa­cerea confortului cotidian. Ele sînt mari con­sumatoare, dar şi surse potenţiale de eco­nomie. Dacă se ia în consideraţie cantitatea totală de energie consumată de o clădire în cursul construcţiei şi exploatării sale, se con­stată următoarea distribuţie în procente: (17)

•Executarea construcţiei 2,5 % •Transportul materialelor 0,2 % • Energia stocată in materiale utilizate 3,8 % • încălzirea spaţiilor utile (inclusiv prepararea hranei şi apei calde) 93,5 %

TOTAL 100,0% {Consumul net de energie pe locuinţă, în anul1983, în 10 ţări)

Ca urmare, reiese faptul că încălzirea spa­ţiilor utile afectează în mod determinant con­sumul de energie aferent unei clădiri. La aceeaşi concluzie ajunge şi Richard Stein pe baza analizei raportului "Cost energie pentru construcţie/cost energetic de exploatare", apreciind că valoarea lui este de 1/30.

Apare, deci, evidentă concluzia necesităţii unei politici consecvente şi raţionale de eco­nomisire a energiei necesare pentru con­strucţie pentru încălzire. Una din modalităţile de realizare ar fi soluţionarea favorabilă a problemei captării radiaţiei solare, avînd în vedere în acelaşi timp şi ameliorarea struc­turilor în vederea unei reacţii avantajoase impactului. Acestea ar fi de fapt scopurile prin­cipale captării energiei solare care implică în primul rînd orientarea construcţiilor.

Orice construcţie, în forma sa finală, are drept obiectiv crearea într-o măsură maxim posibilă a unui microclimat interior confortabil, astfel încît să conserve energia, unul din recentele deziderate ale epocii noastre.

Acest obiectiv apare contradictoriu din mai multe puncte de vedere:

• iarna, în interiorul clădirii trebuie obţinută şi păstrată temperatura de 20°C în timpul zilei şi 17°C, în timpul nopţii, pentru locuinţe, respectiv 18°C pentru clădiri cu altă destinaţie, în condiţiile în care, exterior, temperaturile minime sînt adesea de -5°C, uneori mai coborîte;

• vara, temperatura interioară a tuturor clădirilor trebuie să fie inferioară celei exte­rioare;

• primăvara şi toamna, perioade de trecere de la iarnă la vară, respectiv de la vară la iarnă, schimbările temperaturii exterioare sînt neregulate.

Pentru alte zone climaterice, cu o constanţă mai mare a temperaturilor, autoclimatizarea este relativ uşor de conceput şi implementat.

Apare, deci, evident că, în cazul zonelor reci şi temperate, aportul caloric şi retenţia căldurii gratuite (radiaţia solară şi lumina natu­rală, căldura degajată de persoane, de prepararea hranei, de sistemul de iluminat arti­ficial) au o mare importanţă.

Studiile de orientare a clădirilor pentru însorire sînt practicate de multă vreme, intro-ducîndu-se normative şi pentru execuţie.

ORIENTAREA BIOCLIMATICĂ

Totalul problemelor de orientare în cazul clădirilor este compus din mai mulţi factori:

• topografia locului; • factori climaterici; • cerinţe de izolare; • vederea favorizată; • reducerea zgomotului.

Tot aşa cum anotimpurile sînt puternic difer­enţiate datorită înclinării axei pămîntuiui, la fel orientarea clădirilor este afectată de către can­titatea de energie solară primită de diferite laturi la ore şi anotimpuri diferite.

Teoriile şi calculele recente în legătură cu orientarea au ajuns să fundamenteze mai multe criterii pentru orientare bioclimatică. Astfel, Augustin Ray, J. Pidoux şi O Bardet ajung la concluzia că "axa heliotermică" este la 19° Est faţă de Nord.

Felix Marboutin ajunge la următoarele con­cluzii: - pentru cele mai bune condiţii de locuit principalele faţade ale clădirilor trebuie să fie către Sud; - faţadele Sud-Est şi Sud-Vest oferă

114

C A P T A R E A

avantajul unei insolări regulate, dar sînt mai reci iarna şi mai calde vara decît faţadele Sud; - expunerile Est şi Vest sînt mai calde vara şi mai reci iarna decît expunerile Sud, Sud-Est şi Sud-Vest.

G.Bardet construieşte o hartă de orientare pe baza teoriei lui Marboutin. El găseşte că ori­entarea Sud este preferenţială dar se pot per­mite deviaţii pînă la 30° faţă de axa N-S (pe direcţia Sud-Est sau Sud-Vest).

J.Lebredon publică o diagramă în care defineşte orientările preferate; ele sînt cuprinse între 25° Sud-Est şi 25° Sud-Vest (sudul este preferat), orientările Sud către Sud-Vest fiind clasificate drept "tolerabile".

Gaetano Vinaccia face cercetări pentru o poziţie care să ofere condiţii egale de recepţie a radiaţiei solare, pentru cele patru laturi ale unei construcţii solare. El găseşte o axă "echisolară" ia 30° de la Est către Nord-Est şi Sud-Vest, orientînd construcţiile sale cu laturile lungi paralele cu această axă.

Ludwig Hilberseimer conclude că: orientă­rile Est şi Vest sînt cele mai puţin avantajoase, Sud-Est şi Sud-Vest sînt rezonabil satisfăcă­toare, iar cea Sud este cea mai avantajoasă.

H.Wright stabileşte pentru zona New York cea mai bună orientare pentru construcţii, ca fiind 25° Vest faţă de Sud.

Teoriile recente găsesc pentru casele solare, că cele mai bune orientări pentru captare sînt faţadele plin Sud. Indiscutabil că ele produc cea mai mare cantitate de acumu­lare de radiaţie la solstiţiul de iarnă şi cea mai mică cantitate de radiaţie la solstiţiul de vară, dar aceste teorii nu ţin seama de variaţiile diurne de temperatură, care fac ca necesarul de temperatură solară să fie mai mare dimineaţa, devreme şi cîteodată nedorit în după-amiezele tîrzii.

Abordarea bioclimatică a orientării ţine seama de faptul că temperatura aerului şi radiaţia solară produc o singură senzaţie în corpul omenesc. Astfel, pentru utilizarea în întregime razelor solare, impactul lor termic trebuie luat în consideraţie în conjuncţie cu căldura provenită din convecţie, iar nivelul total (măsurat) să se afle (ca nivel de temperatură) apropiat de "zona de confort".

J L_

n n n n n

n n n p n

r

în oraşele coloniale ale Greciei Antice, planurile erau concepute cu un avantaj maxim al aportului solar; "blocurile" orientate pe axa est- vest conţineau cea 10 case (cîte 5 de fiecare parte) ; celelalte variau ca dimensiune şi configuraţie ,dar toate erau construite în jurul unei curţi cu orientare sud ; in consecinţă, chiar dacă aveau o faţadă către stradă, casa tot era orien­tată către sud ,sau avea faţada la sud.

I ff « W » < * 7» « » '«3

Diagrama bioclimatică; zona de confort în funcţie de temperatura şi umiditatea relativă; concepţia unei clădiri poate asigura confortul prin metode naturale cum ar fi umbra, ventilarea, protecţia contra vîntului ca şi încălzirea solară pasivă

1 1 5

C A P T A R E A

Vechiul "Pueblo"

în consecinţă, aportul caloric solar va varia în funcţie de regiuni geografice şi anotimpuri.

în cazul studiuluii orientării clădirilor în vi­ziune "bioclimatică", Victor Olgyay pleacă de la efectul radiaţiei solare pe o suprafaţă verticală ce se roteşte în jurul rozei vînturilor cu interva­le de 30°, pe care apoi calculează impactele termice (problema este expusă în detaliu în subcapitolul "Captarea elementelor verticale"). Exemplul oferit de autori se referă la evalua­rea orientării pentru regiunea New York, folo­sind valori ale radiaţiei totale directe şi difuze.

"Pueblo", proiect pentru o aşezare bioclimatică, un model ce copiază tipul de aşezare veche indi-ană;arh. T. Ackermann şi arh. V. Keetmann.

116

C A P T A R E A

Următoarea problemă în ceea ce priveşte orientarea este echilibrarea căldurii zilnice. Ideal ar fi ca temperaturile să fie cuprinse în cadrul "zonei de confort" pe tot parcursul zilei. Orientarea care în mod real oferă aceste cerinţe este strîns legată de echilibrarea tutu­ror condiţiilor.

în final apar grafice de tipul celui alăturat care indică efectul căldurii într-o anumită zi a anului şi în care: curba A indică schimbările temperaturilor zilnice; curba B indică impactul bioclimatic pe o suprafaţă verticală orientată 17,5° S-E, curba C indică impactul solar pe o suprafaţă orientată S, iar curba D indică im­pactul bioclimatic pe o suprafaţă verticală ori­entată S-V. (*1)

Aplicarea metodei bioclimatice pe cele patru zone climaterice tipice, după Victor Olgyay

1—

7 • - \ • i • s M r z t \

t , f * • •.

• < f •

: „ •

• - • •

i ...

- r •

t • : • . *

v r

- r 1 .. J

1 1 7

C A P T A R E A

« f e t e *

# *P « «e <$> <s°

» w a> sr 5fl » «*c

# # *

. 1 . - 1 i ;

« w j M j i w a ( B » k a s e *

Cel mai complet instrument de sinteză care permite, cu oarecare operativitate, să se sta­bilească în linii mari opţiunile de amplasament, orientare, avînd la bază cerinţele confortului termic şi caracteristicile climatului exterior, sînt diagramele bioclimatice (*2).

Principiul de utilizare al lor constă în supra­punerea, pe aceiaşi grafic, a "poligonului de confort" şi a "climatogramei", care înfăţişează condiţiile exterioare, influenţa termică şi higro-metrică a unor soluţii arhitecturale şi a unor dispozitive de protecţie şi încălzire.

Avantajul utilizării diagramelor bioclimatice provine din faptul că pot fi luate în considera­re în mod simultan un număr relativ mare de parametri şi anume:

•referitor la climatul exterior: temperatura aerului, temperatura vaporilor de apă, viteza vîntului, însorire, interacţiunea raporturilor din­tre temperaturile şi umiditatea aerului;

•referitor la confortul termic al persoanelor: tipul de activitate, ţinuta vestimentară, viteza aerului interior, temperatura aerului, tensiunea vaporilor de apă în interior, temperatura de radiaţia a pereţilor;

•referitor la construcţie şi la climatizarea naturală: influenţa ventilaţiei interioare, influ­enţa inerţiei termice asupra ambianţei inte­rioare în timpul verii, influenţa inerţiei termice şi a rezistenţei termice asupra ambianţei inte­rioare în timpul iernii, influenţa captării energiei solare sau a ocultaţiei acesteia, influenţa etanşeităţii uşilor şi ferestrelor asupra tensiunii vaporilor de apă în interior, limitele eficacităţii sistemelor de climatizare naturale.

Cele trei grupe de date constituie părţi ale unui sistem internaţional energetic pe baza căruia pot fi colectate, stocate şi interpretate în mod curent, evoluţia şi modificările necesită­ţilor termice reale şi consumurile de energie aferente. Astfel, pot apărea diagrame care pot reprezenta toţi aceşti factori, cum de pildă a-pare aceea care evidenţiază energia termică, sau influenţa ventilaţiei interioare, sau aceea care evidenţiază posibilitatea reducerii carac­teristicilor climatului interior în limitele poli­gonului de confort.

118

C A P T A R E A

Ultima diagramă bioclimatică reprezintă o diagramă de sinteză, prin suprapunerea geo­metrică a celor trei diagrame precedente. Cu ajutorul ei, se poate obţine o vizualizare a prin­cipalelor tipuri de măsuri (pentru o situaţie dată), ce pot fi adoptate pentru a optimiza condiţiile confortului termic interior al unei clădiri, utilizînd la maximum caracteristicile autoclimatizării.

Pe baza climogramelor (perechi de valori temperatură-umiditate elaborate de regulă de institutele de meteorologie şi hidrologie) se poate face o cartare, pentru diferite variante de soluţii arhitecturale, inclusiv orientare, proporţie de deschideri şi pereţi opaci, protecţia suprafeţelor transparente etc., pe diagrame de tipul celor descrise mai sus, pen­tru a obţine o triere sub aspect energetic a acelor soluţii care apar mai avantajoase.

în felul acesta, aprecierea comparativă a efectelor orientării clădirilor asupra capacităţii pereţilor acestora de a capta energie solară, poate deveni o metodă curentă în proiectarea de arhitectură.

1 1 9

C A P T A R E A

CONSERVARE TERMICĂ MAXIMĂ

APORT SOLAR MAXIM

MINIMA REZISTENTA VENTILARE LA VÎNT MAXIMĂ

FORME SI VOLUME ÎN VEDEREA CAPTĂRII

Din studiile efectuate de diferite echipe de cercetare s-a ajuns la concluzia că forma şi volumul nu au o importanţă_atît de mare în cazul captării energiei solare. în schimb sînt un factor important în problema protecţiei şi con­servării energiei. De aceea această proble­matică va fi studiată în capitolul "Protecţie".

în principiu, în cazul cînd concepţiile cu ca­racter solar se aplică unor forme sau volume, se disting patru exigenţe ce trebuie satisfăcu­te, şi anume: (51)

1. forme şi volume cu potenţial minimde pierderi termice;

2. forme şi volume cu potenţial maxim de aport caloric în timpul iernii;

3. forme şi volume cu potenţial maxim de expunere la vînt;

4. forme şi volume cu potenţial maximde ventilaţie naturală.

Ceea ce interesează în problema captării este realizarea maximului de aport caloric în timpul iernii.

Utilizarea suprafeţei exterioare a unei clădiri pentru obţinerea unui aport caloric solar ne conduce spre formele rotunjite sau rectangu­lare alungire pe axa Est-Vest şi care prezintă o suprafaţă mare de expunere la soare în timpul iernii. Aceasta este posibil mărind suprafaţa faţadei sudice, înainte de in-stalarea pereţilor verticali sau înclinaţi. Există desigur o limită a lungirii faţadei din punct de vedere al eficienţei termice. De la un moment dat, pierderile de căldură ale suprafeţei exterioare mărite depăşesc aportul de căldură solară primită. Austin Whiller a determinat astfel că limita care nu poate fi depăşită (cazul unei construcţii de formă clasică) este un raport al lungimii asupra lăţimii egal cu 1,5 (cu latura lungă orientată Est-Vest).

Plecînd de la acest punct, pierderile de căldură pot fi superioare aporturilor solare posibile. Bineînţeles că un plan se va putea alungi în sensul uneia dintre axe dacă nu sînt luate în considerare costurile construcţiei, în­să atunci apare condiţia ranforsării izolaţiilor.

120

C A P T A R E A

9.4. CAPTAREA PRIN INTERMEDIUL ELEMENTELOR VERTICALE

PEREŢI Şl FERESTRE

Ca urmare a efectelor orientării clădirilor asupra energiei captate de pereţii acestora, se disting două aspecte:

• un aspect calitativ, ce se referă la posibi­litatea de a capta energia utilă, protejînd în acelaşi timp clădirea în perioadele calde şi caniculare prin utilizarea de mijloace simple, şi

• un aspect cantitativ, legat de creşterea aportului caloric pe care o primesc pereţii, în funcţie de orientarea şi înclinarea lor.

Astfel, pentru determinarea radiaţiei anuale primită de o suprafaţă verticală (pentru un anu­mit amplasament), Victor Olgyay plecînd de la efectele radiaţiei solare pe o suprafaţă verti­cală ce se roteşte în jurul rozei vînturilor cu un interval de 30° şi calculînd rezultatul impactu­lui termic determină tipuri de diagrame care pot indica: (33)

• cantitatea de radiaţie directă primită în perioadele insuficient de calde şi perioadele de supraîncălzire pe parcursul unui an, în mii Btu;

• radiaţia totală primită zilnic în condiţii de cer senin, pe parcursul unui an, în Btu/mp, pentru cele mai reci trei luni şi pentru cele mai calde trei luni.

• indexul bioclimatic tipic orar constituit din curba temperaturii în ziua de 21 martie, plus impactul radiaţiei.

Toate aceste diagrame detaliate, pot fi însumate pe un singur grafic, ce poate repre­zenta radiaţia totală anuală primită de către o suprafaţă verticală, pentru diferite orientări şi latitudini.

o n »»• v * * *t t m 8 orientarea

Radiaţia totaiă anuaiă primită de către o suprafaţă verticală, pentru diferite orientări, într-o zonă situată la cea. 40° lat. nord. "A" curbă care indică media radiaţiei totale directe; "B" curbă care indică media radiaţiei totale directe, în

periodele cu sub-încălzire; "C" curbă care indică media radiaţiei totale directe, în

periodele cu supra-încălzire;

121

C A P T A R E A

în zonele climaterice cu soare puternic se preferă deschiderile mici, ferestrele umbrite, localizate în partea de jos a construcţiilor

Planşă cu diferite faţade, din Grecia Antică.

Aceste impacte detaliate ale radiaţiei se pot suprapune şi compune pe un singur grafic, care va arăta cantitatea totală anuală de radiaţie solară primită de o suprafaţă verticală în diferite orientări.

Aceste calcule şi diagrame, aşa cum explică Sergio Los, sînt posibil de calculat cu ajutorul tehnicilor simple, dar sînt foarte labo­rioase. De aceea s-au formulat programe noi şi avînd la dispoziţie ordinatoare, rezultatele obţinute sînt mult mai operaţionale.

Din analiza orientărilor incluzînd şi diagra­mele bioclimatice (cap. "Captare-orientarea clădirilor") rezultă importanţa ferestrelor, o adevărată sursă gratuită de energie a spaţiilor utile, raţiunea lor de a exista provenind din necesitatea iluminării încăperilor.

Disputa între solarul pasiv şi cel activ a făcut necesară explorarea acestor aspecte ale construcţiilor, puţin cunoscute pînă acum şi anume: relaţia dintre organizarea internă, tehnicile de construcţie, influenţa orientării, precum şi influenţa dimensiunii, formei şi volu-metriei asupra bilanţului energetic. Aceste noi căi de cercetare, întreprinse asupra unor con­strucţii existente testate, au adus informaţii despre dimensiunile, natura, şi dispoziţia deschiderilor unor construcţii, arătînd că pro­blema ferestrelor nu poate fi abordată simplist. Ca urmare, s-a constatat multitudinea para­metrilor ce intră în calcul, dintre care putem aminti: dimensiunile deschiderii, orientarea, forma şi suportul ferestrei, protecţia.

Fereastra rămîne cea mai elementară formă de captare. Oricare ar fi aceste ele­mente captatoare (goluri în zidărie, goluri vi­trate), pasive sau active, ele răspund unei necesităţi unice: captarea - adunarea acestei radiaţii solare în scopul creerii confortului.

Bineînţeles că, în mod obişnuit, orientarea plin Sud este privilegiată şi determină vitrarea în întregime a faţadei Sud. Dar în acelaşi timp sînt necesare calcule ale aporturilor calorice făcute înainte de a determina suprafeţele deschiderilor, pentru realizarea unui compro­mis optim între aportul termic şi pierderile calorice (ţinînd seama că golurile vitrate, în majoritatea lor, au slabe calităţi de izolare).

122

C A P T A R E A

PROCENTAJUL DE VITRARE AL FAŢADELOR

în privinţa ferestrelor aşa cum arată Vladimir Nicolic, apar diferite reguli:

1. necesităţile calorice proprii fiecărui local se diminuează în funcţie de dimensiunile deschiderilor şi de calitatea vitraliului (simplu, dublu sau cu protecţie temporară);

2. creşterea suprafeţei vitrate prin diminu­area suprafeţei cadrului (de la 34% la 15%) este nesemnificativă din punct de vedere caloric, decît numai dacă vitrajul folosit este triplu, dar cadrele subţiri din lemn nu sînt foarte sigure din punct de vedere constructiv. în cazul dublului vitraj, pierderea prin transmisie este mai mare decît aceea pentru cadrul însuşi, ceea ce determină utilizarea numai a cadrelor cu conductibilitate termică mică, adică cele de aluminiu.

3. influenţa pozitivă sau negativă a ferestrei în bilanţul energetic al încăperii depinde de calitatea vtirajului şi de orientarea ferestrei. Experienţele făcute arată că numai un triplu vitraj expus sudului are un K inferior celui al peretelui exterior şi prin aceasta are o influenţă energetică pozitivă;

4. ferestrele de tip "bow-window" răspund unor legi particulare:

Influenţa dimensiunilor deschiderilor, asupra bilanţului termic.

Caz cu dublu şi triplu vitraj

Raport între deschideri si pereţi exteriori {în procente).

100

90

8 0

7 0

60

Sa

4 0

30

NECESITĂŢI TERMICE IN FUNCŢIE DE ORIENTARE

P I E S A Qt .TREaBSft/Â E S T . •.?_!

. P l E S A j q A T B E W Q R p ^ ^ î .

PIESA d  T R E S U D

= i Q. O

x: 3 o o ,

» s -8 î°

ta --o £

h s B m > o.

25 50 75 100 (procentajul de vHrare)

1 2 3

C A P T A R E A

Inf luenţa pozi ţ ie i p ieselor într-o c lădi re a s u p r a cer inţe lor t e r m i c e , ( d u p ă V. Nicol ic)

m < 13?;

mx

NOWB

m* mx 1(1/.

mx m»

om o n

»» n t

I3W

V.57.

- aceste ferestre localizate la Nord, Est sau la Vest oferă bilanţuri termice similare cu cele plane, avînd aceeaşi orientare;

- cînd proporţia dintre plin şi gol, între perete şi deschidere variază între 5 0 % pînă la 58% ferestrele formînd un unghi de 30° cu peretele, nu antrenează practic nici o pierdere calorică în orientarea Nord, Est şi Vest. Aceste ferestre acuză chiar o oarecare creştere cînd sînt orientate Sud;

- ferestrele înclinate către interior, a căror dimensiune echivalează cu jumătate din aceea a peretelui, au o influenţă pozitivă minimă asupra necesităţilor termice ale încăperii lumi­nate. Orice creştere în dimensiune ale acestor ferestre, oferă bilanţuri energetice pozitive.

Alte experienţe în curs arată că rapoartele dintre dimensiunile deschiderilor şi calităţile ferestrelor variază odată cu localizarea pie­selor în clădire.

Astfel, piesele situate în centrul clădirii necesită de exemplu goluri mari, vitrate, şi calităţi de zidărie inferioare pieselor situate pe laturile cu unghiuri ale clădirii.

După cum s-a mai spus, confortul termic depinde de temperatura interioară a încăperi­lor, temperatura pereţilor radianţi, viteza aeru-

NECESITĂŢILE TERMICE ALE PEREŢILOR EXTERIORI CU FERESTRE, URMĂRIND ORIENTAREA (%)

proporţia vitraju-lui faţadei

tipul vitrajului NORD î n %

EST î n %

SUD în %

VEST în %

2 5 % dublu vitraj 3 4 % cadru

89 84 78 84

5 0 % dublu vitraj 3 4 % cadru

100 93 83 94

dublu vitraj 3 4 % cadru

111 102 89 104

5 0 % triplu vitraj 3 4 % cadru

88 82 72 82

dublu vitraj 1 5 % cadru

100 93 82 94

5 0 % triplu vitraj 1 5 % cadru

84 77 67 78

5 0 % dublu vitraj 3 4 % cadru

88 81 72 82

5 0 % triplu vitraj 3 4 % cadru

80 73 65 75

124

C A P T A R E A

lui interior şi umiditatea. Aceşti patru factori ai ambianţei permit stabilirea poligonului de con­fort şi determinarea diagramelor bioclimatice. Apare, astfel, noţiunea de inerţie termică a clădirii, care este, de fapt, modul şi durata în timp în care o clădire reacţionează la tempera­turile exterioare.

Aşadar, conform graficelor se demon­strează că:

• într-o clădire uşoară cu goluri, pentru a se obţine acelaşi confort termic, este necesară o perioadă mai lungă de încălzire iarna, precum şi o perioadă de răcire, naturală sau artificială, în perioadele de caniculă. Suprapusă pe un grafic pe care, pe abcisă, se trec cele patru anotimpuri, iar pe ordonată, temperaturile, pe care se figurează limitele confortului termic, apare evident faptul că o inrerţie termică redusă, care nu permite obţinerea în interiorul clădirii a unei temperaturi medii, cu amplitudini mai mici între anotimpuri este neeconomică;

• în schimb, o clădire cu zidărie compactă are o inerţie termică mai mare şi reduce dura­ta perioadei de încălzire, realizînd natural, total sau în cea mai mare măsură, confortul termic pe timp de vară.

Inerţia termică gratuită a clădirii este aceea care rezultă, fără nici o cheltuială specială, din construcţia normală, curentă a zidăriei. Ea depinde în cea mai mare măsură de respectarea unei anumite proporţii între suprafaţa ferestrelor şi greutatea zidăriei.

C o n s t r u c t i v , p e b a z a e x p e r i e n ţ e i e x i s t e n t e , s e reco­

m a n d ă r e s p e c t a r e a u r m ă t o a r e l o r proporţ i i p e n t r u m e t r u

pătrat s u p r a f a ţ ă locuibi lă. ( c o n f o r m tabel)

Pentru a menţine o clădire în jurul acestor

G r a f i c e r e p r e z e n t î n d l imitele c o n f o r t u l u i t e r m i c a l unei c lădir i în raport cu evoluţ ia t e m p e r a t u r i l o r e x t e ­r ioare î n d e c u r s u l s u c c e s i u n i i anot impur i lor ,

a - c o n s t r u c ţ i e u ş o a r ă b - c o n s t r u c ţ i e g r e a

La variaţia maximă a temperaturii

în jurul a 21°C

i Suprafaţa maximă a ferestrelor

orientare spre Sud

i Greutatea minimă

a zidăriei

1° 3°

0,25 mp 0,50 mp

800 Kg 1000 Kg

1 2 5

C A P T A R E A

Construcţie neobişnuită pentru anul 1865; întreaga faţadă este acoperită de bow-windows; "Oriel Chambers", Liverpool, arh. Peter Ellis.

Centru civic, arh. C.F. Murphy Ass.

proporţii, trebuie eliminate exagerările în ambele direcţii. Zidăria proiectată prea uşoară trebuie înlocuită cu pereţi plini care asigură inerţia termică necesară; invers, excesele ca urmare a utilizării numai de ziduri foarte grele şi compacte nu ajută prea mult; dacă prin izo­lare termică pot fi soluţionate şi unele pro­bleme de protecţie (contra zgomotelor) sau se poate mări rezistenţa la incendiu, eficienţa globală a unor pereţi compacţi creşte şi asemenea soluţii sînt justificate tehnic şi finan­ciar.

IMPORTANŢA PEREŢILOR VITRAŢI

Este ştiut că în epoca noastră pereţii vitraţi au o mare importanţă în reglarea fluxului de căldură. Constrîngerile se referă la toate t i­purile de clădiri, dar studiul se axează pe sec­torul rezidenţial. Pentru ca miza să fie bine înţeleasă, trebuie luat în consideraţie studiul german făcut pe o perioadă de 30 de ani şi care ilustrează următoarele:

• pierderile legate de planşee erau de 10% şi s-a constatat că această situaţie a evoluat puţin de-alungul timpului;

• pentru pereţii exteriori, pierderile de 28% în anii 50 ,au ajuns la 22% în prezent;

• tot la capitolul pierderi se înregistrează o diferenţă mult mai mare la nivelul aco­perişurilor (care a făcut obiectul unei atenţii particulare) - de la 35% la 15%;

• ventilarea şi ea a făcut obiectul unor studii aprofundate, astfel că de la un procent de 26% pierderi (1950) s-a ajuns la numai 8%;

a vitrajul nu a făcut însă obiectul unei atenţii deosebite şi, ca dovadă, pierderile nu au scăzut substanţial de la 15% la numai 20%; aceasta s-a datorat faptului că izolaţia vitraju-lui nu a fost mărită în acelaşi ritm ca pentru pereţi. Deci, se poate afirma că există un zăcămînt de economie de energie care poate fi exploatat. De asemenea, este posibil ca ameliorînd substanţial puterea de izolare a fer­estrelor, să poată să crească şi suprafaţa lor, favorizîndu-se astfel iluminatul natural (printr-un aport de lumină mărit). în plus, această hotărîre favorizează printre altele şi aportul solar (aportul solar gratuit de căldură) sub

126

formă radiantă. Cîştigul este mai mare pentru construcţiile cu inerţie termică mare, cum este cazul construcţiilor vechi. O mai bună capaci­tate de izolare este de natură să reducă efec­tul de "perete rece", ceea ce face ca volumul locuibil să se mărească.

Văzînd lucrurile din această perspectivă, experţii europeni estimează o potenţială economie de 30%.

Aşa cum reiese din publicaţia "L-Echo", în cadrul Comunităţii Europene, industria con­structoare de case este sectorul cel mai impor­tant, atît la nivelul cifrelor de afaceri ( 5000 miliarde FFr), cît şi a numărului de angajaţi (cea. 8 milioane). Nu este de mirare astfel că această industrie este sectorul cel mai ener-gofag, cu un consum de cea. 4 0 % din con­sumul total de energie şi cu o emisiune de C 0 2 de cea. 20%. în ultimii 10 ani s-a înregis­trat printre altele şi o creştere slabă, dar regu­lată, de 1,4% a consumului de energie finală.

La scara locuinţei, la nivel european, 76% din energie este consumată pentru încălzire. De exemplu, în Franţa, o reglementare dras­tică a permis reducerea la 65% a acestei can­tităţi, care însă rămîne şi aşa foarte mare. Eforturile de reducere a consumurilor energe­tice se canalizează pe diverse filiere, cum ar fi "Studiul suprafeţelor vitrate" (elaborat în cadrul Comunităţii Europene) şi care, ţinînd seama de faptul că 60% sînt vitraje cu un singur rînd de geamuri (cu diferenţe mari între ţări), ajunge la concluzia că utilizarea unei izolaţii performante, în ceea ce priveşte suprafeţele vitrate, este prioritară pentru micşorarea con­sumului energetic.

"Glazing waggon" - dispozitiv conceput de către Paxton, folosit la montarea geamurilor pentru "Chrystal Palace".

1 2 7

C A P T A R E A

9.5. CAPTAREA PRIN INTERMEDIUL ELEMENTELOR ORIZONTALE

în cazul elementelor orizontale se disting două tipuri, funcţie de localizarea lor şi anume interioare şi exterioare. Din punct de vedere al captării, acest lucru este foarte important. Pentru suprafeţele exterioare, după cum s-a văzut, majoritatea calculelor, graficelor şi dia­gramelor de însorire şi de captare a energiei solare se fac pentru suprafeţe orizontale sau înclinate. Alte suprafeţe legate de construcţie sînt acoperişurile şi terasele.

Din punct de vedere al impactului solar la nivelul acoperişurilor, după cum s-a văzut în capitolul "Forme şi volume", este necesar să fie luat în consideraţie în bilanţul termic, dar numai în cazul ultimului nivel.

în cazul caselor unifamiliale, este adevărat că suprafaţa acoperişului în raport cu aria volumului este de luat în consideraţie, spre deosebire de volumele înalte ale clădirilor de locuinţe, birouri etc., unde suprafaţa aco­perişului nu are importanţă din punct de ve­dere al captării.

Pentru terase, curţi interioare, logii adia­cente altor spaţii locuibile, problema impor­tantă se pune la nivelul alegerii materialelor în vederea creşterii aportului caloric sau, dim­potrivă, a diminuării acestuia. Această prob­lemă este studiată în capitolul "Materiale şi efi­cienţa lor termică".

Importanţa acestor suprafeţe se pune în cazul arhitecturii solare în sistem activ (amplasarea captatorilor), a skylight-urilor, puţurilor de lumină, bazinelor de tipul "solar pond", probleme studiate în capitolul "Arhi­tectura solară în sistem activ". Din punct de vedere al captării, referitor la suprafeţele inte­rioare - planşee, pardoseli, aceasta este negli­jabilă în raport cu celelalte suprafeţe, intrînd în diagramele bioclimatice.

128

C A P T A R E A

9.6. SERA

O structură vitrată oarecare, plasată adia­cent unei construcţii poate capta direct căldura în mod similar ca ferestrele. O asemenea structură, denumită "seră" expune radiaţiei solare o suprafaţă vitrată mult mai mare (cu sticlă sau plastic) decît ar putea oferi o fereas­tră verticală. Dar, invers, va pierde mult mai multă căldură în timpul nopţii, dacă nu sînt prevăzute dispozitivele pentru stocarea căldurii primite în timpul zilei sau pentru izo­larea suprafeţei vitrate în timpul nopţii.

Cum sera este alipită construcţiei, izolarea ei pe timpul nopţii trebuie făcută într-o ma­nieră, în care chiar dacă temperatura din inte­riorul ei scade, să nu fie alterate cerinţele de aport caloric ale construcţiei. Această funcţie este îndeplinită în mod normal de elementele arhitecturale ce separă sera de construcţie (uşi, ferestre) ele constituind însăşi concepţia bioclimatică a casei.

CONFORTUL SERELOR

Normele de confort obişnuit îşi pierd sem­nificaţia în cazul unui loc expus unei radiaţii solare directe. Prezenţa acestor radiaţii în zilele reci de iarnă produce o senzaţie agre­abilă de confort în ciuda temperaturilor scăzute, iar stratul de nori din zilele fără soare îndulceşte temperatura exterioară printr-o pu­ternică radiaţie difuză, suficientă însă pentru a creşte temperatura.

Datorită acestor fenomene subtile, o seră bine concepută este utilizabilă în permanenţă, între 50-75% din timp în zilele de iarnă în cli­matele temperate (1500-2000 ore de însorire) şi o temperatură medie exterioară (în ianuar­ie), cuprinsă între 2-7°C. Astfel sera, aşa cum spune Fr. Nicolas "tinde să devină un spaţiu dinamic care incită o reînodare a modului de viaţă cu schimbările climaterice".

a i 4 l

k ' : •

9 LX **

Ui, j \ t '< » a» j» "»

m

S5 „ „„„ i, L

m

S5 "y

2$ .. .///

m

• p | — L

* • « i r *

Temperatura medie într-o seră în funcţie de tem­peratura exterioară, de aportul radiaţiei calorice pe planşeu, de coeficientul de pierderi calorice ale serei.

1 2 9

Diferite poziţii aie unei sere în cadrul unei construcţii (după P. Clegg şi D. Watkins)

SERA - SPAŢIU TAMPON Şl ZONĂ DE SCHIMB

Sera este un spaţiu tampon cu rol de pro­tecţie termică care diminuează pierderile. Este de asemenea un spaţiu de tranziţie între interi­or şi exterior. Ea poate juca aceste două roluri oricare ar fi orientarea ei; deci cîmpul său de aplicare nu este limitat, mai ales că iarna radiaţia este în principal difuză şi deci în mod relativ izotropă (în particular în cadrul urban).

în funcţie de dimensiunile şi localizarea ei într-o schemă funcţională, ea va putea avea rol de sas de intrare, casa scării, palier, cur­sivă, stradă acoperită, bow-window sau alte spaţii intermediare, care nuanţează frontiera interior-exterior.

AVANTAJE DEZAVANTAJE POZIŢIA SEREI

Este cazul cel mai frecvent, Nu se profită de posibilităţile _ _ _ _ iar punerea în operă este simplă, casei din punct de vedere al

adăpostului contra vînturilor I dominante.

Cîteodată este singura dis­punere posibilă, ţinînd cont de posibilităţile oferite de mediul înconjurător.

Pierderea orelor de însorire; contribuţia serei la încălzirea casei este slabă; multe pierderi termice. c Q : : i

Posedă o bună adaptare la Nu funcţionează atît de bine climatele cu mult soare iarna: în zilele cu cer acoperit; risc de oferă o seră spaţioasă şi agre- supraîncălzire vara; pierderi ter-abilă. mice.

Integrare favorabilă (la case) din punct de vedere tehnic; riscurile supraîncălzirii sînt limi­tate; reîncălzirea iarna se face mai rapid.

Oferă o slabă iluminare a serei, de aceea, este necesară vopsirea pereţilor cu alb pentru mărirea gradului de iluminare.

Cel mai bun caz: pierderile de căldură sînt minime; contribuţia la încălzirea casei este exce­lentă; se recomandă un vitraj de 40 mp pentru o casă de 200 mp.

Dacă peretele de separare între seră şi casă este expus soarelui tot timpul, vara, riscă să acumuleze prea multă căldură.

L L _ d

O 130

C A P T A R E A

SERA • FUNCŢIA DE CAPTATOR

în funcţia sa de captator, adică generator de calorii, sera îşi limitează cîmpul său de apli­care reducînd orientările la cele cuprinse între Sud-Est şi Sud-Vest (punctele extreme ale cursei soarelui între solstiţiile de iarnă, pentru latitudinile noastre).

Se disting două tipuri de seră captator, diferite ca funcţionare: serele pasive şi serele active.

Funcţionarea unei sere pasive poate fi asimilată unui gol vitrat sau unui perete Trombe, unde vitrajul este mai depărtat. Performanţele depind de bilanţul său termic (pierdere-cîştig) care trebuie să fie cel mai favorabil în timpul iernii. în cazul serelor active extragerea caloriilor se face prin ventilaţie forţată. Stocajul este deci izolat, iar restituirea căldurii este controlată; această soluţie poate funcţiona în regiuni foarte însorite.

formă cost randament

iarnă supra­

încălzire spaţiu

disponibil costul

încălzirii izolare

nocturnă lumină

l scăzut excelent supra­încălzit

slab scăzut foarte dificilă

bună

l scăzut slab fără

lumină pt. plante

excelent mediu uşoară foarte slabă

l scăzut excelent supra­încălzit

bun scăzut dificilă bună

l scăzut foarte bun bună bun scăzut

destul de bună

medie

l mediu ridicat

excelent supra­încălzit

bun mediu foarte dificilă

bună

l mediu bun destul de

bună excelent scăzut uşoară slabă

131

C A P T A R E A

astfefrSlr 5 2 * Tlta,lle d e l o c u i t sînt concepute

astfel, pereţii, plafoanele şi planşeele sînt construite din beton şl separate printr-un spaţiu liber, pentru a S " f e S:tuf-"e c ! i m a t e r i c e P»>Pril Israeluiuifo seră

al i n!n,ÎZ a - 7 ' ° r m â d e d o m ' ^°te™, P e r m i t ă atît protecţia cit şi aportul sclar, funcţie de necesităţi

SERA CONCEPŢIE Şl DIMENSIONARE

Faţadele exterioare ale serelor expuse soarelui trebuie să lase radiaţia solară să pătrundă la maximum, limitînd în acelaşi timp pierderile. Dublul vitraj este indicat pentru că limitează problema condensului (se măreşte însă costul). Trebuie să se ţină seama că este necesară o suprafaţă de 0,5 mp - 1 mp vitraj Sud (în funcţie de climă) pentru un metru pătrat de încălzit, iar suprafaţa portantă trebuie să reprezinte circa 1/10 din suprafaţa transpar­entă; tot atît de importantă este şi problema izolării şi etanşeizării. în cazul peretelui Trombe (despărţitor), problema este mai com­plicată: acest perete trebuie expus neapărat radiaţiei directe (are funcţie de stocaj, regu­larizare şi distribuţie); pentru o suprafaţă de schimb de căldură de 1 mp este necesar 1 mp vitraj Sud şi o grosime a peretelui de 30 pînă la 40 cm, fie un volum de apă de 0,2 mc/mp. Partea transparentă trebuie calculată în aşa fel încît să permită o iluminare maximă a piesei adiacente, dacă aceasta nu este asigurată de alte deschideri.

Vîntul joacă un rol important în cazul serelor datorită pierderilor calorice prin convexie şi prin reînoirea aerului (datorită diferenţelor de presiune). S-a convenit deci că este necesară o protecţie a serei, făcută fie cu ajutorul con­strucţiei însăşi, fie cu ajutorul unor amenajări exterioare sau prin vegetaţie.

SERA - CONFORTUL ÎN TIMPUL VERII

Dacă sera nu se poate folosi ca spaţiu locuibil în special iarna, din motive bine cunos­cute, această problemă se poate pune şi pen­tru vară dar, în sens contrar - supraîncălzire. Tehnicile de prevenire a supraîncălzirii sînt simple: protecţie solară prin acoperiri tempo­rare şi ventilare. Se pot concepe soluţii în care vara radiaţia solară nu atinge în nici un fel pereţii serii, dar acest sistem riscă să dimi­nueze aportul caloric în alte anotimpuri.

Protecţiile cu ajutorul sistemelor de venti­lare sînt diferite în funcţie de zonele clima­terice.

132

SERA, ELEMENT CE VARIAZĂ ODATĂ CU SOARELE

Plecînd de la funcţionarea în timpul verii şi al iernii, sera poate fi considerată ca o anvel­opă care controlează în permanenţă schim­burile între interior şi exterior. Orice modificare a anvelopei antrenează corecţia schimburilor. Deci, interesante ar fi modificările ce urmăresc ritmul soarelui, zilnic şi sezonier. Aceasta constă în acoperiri temporare, izolaţii mobile atît pentru exterior cît şi pentru interior, punînd spaţiul interior în acord cu spaţiul exterior. în acest sens, membrana bioclimatică asociată cu materiale cu căldură latentă pot fi soluţii pentru viitor.

SERA, ^JEUjMENTJJE^OMPOZr^

Arhitectura bioclimatică s-a bazat pînă în prezent pe calculele bilanţului termic în proiectele ce vizau economii de energie, fapt ce justifica efortul.

Cercetările făcute în domeniul serelor se restrîng la cazurile locuinţelor individuale sau colective (multietajate), precum şi cazurile serelor colective şi sînt aproape inexistente pentru spaţii colective. Acestea se datorează problemelor termice care se pun şi la care se adaugă cele tehnologice - prevederea unui regim termic satisfăcător şi a unei ambianţe agreabile într-un spaţiu unde convexia internă şi stratificarea pot fi importante (în cazul serelor înalte, unde controlul vară-iarnă nece­sită o întreagă maşinărie).

Problema se pune la nivelul integrării urba­ne a serei, exemplele pasajelor acoperite fiind importante. Astfel, s-a constatat că eficacitatea serelor ca spaţii tampon aduce spaţiilor adia­cente economii de energie de 10-15%. Aceste lucruri pot fi ameliorate cu ajutorul potenţialelor de captare la nivelul tehnicii moderne.

în spaţiul urban, folosirea serei ca spaţiu semiprivat, public, de legătură, este bine venit. Sera poate fi: zonă tampon (pe Nord şi Nord-Vest, Nord-Est) captator (pe Sud, Sud-Vest, Sud-Est), curte interioară acoperită, curte lumină, corp de legătură, să adăpostească cir­culaţii verticale, sau pasaje pietonale.

Astfel amenajate, spalii,e s o c i a l e i m P o r -tante ale oraşului pot ' w o l v a contradicţia heliocentrism-integrare îrispaţiul urban.

EVOLUŢIA CONCEPŢIEI DE UTILIZARE A SFP6l0R

în urma redescoperirii interesului de uti­lizare a energiei solare, uniiconceptori şi helio termicieni au pus pe primP|an sera, ca spaţiu şi sistem privilegiat p e r * arhitectura solară pasivă. Imediat după a$ea> acesta modă a permis pieţei serelor a verandelor o adevărată expansiune în domeniu, care a ge­nerat o alunecare progresiva> de la motivaţia termică (unde interesul Pe n t r u bilanţul termic anual este estimat de i a c a z l a caz) către o generalizare a interes"'ui arhitectural al serelor, fie că este v o r b a * formă, spaţiu sau mod de viaţă.

într-o relaţie antagonicac u u n "climat artifi­cial", care printre altele a condus deseori către o oarecare sărăcie a formelor, sera a fost prezentată mai întîi ca un "spaţiu natural" a cărei variaţie de locuire " funcţie de variaţiile climaterice, nu trebuia să f i e u n inconvenient, ci dimpotrivă, o ocazie privilegiată de a trăi în mod diferit, mai activ, 0 adaptat la reacţiile (climatului, ale naturii) spaţiului înconjurător.

Se pare însă că acum, această abordare se marginalizează din c « f n c e m a i rnult, banalizîndu-se tocmai 3 c e a specificitate a acestui spaţiu, care nu f131 e s t e resimţit (de către utilizator) decît ca 0 "excrescenţă" a locuinţei, sau ca un spaţiu de tranziţie exterior/interior, ea fiind deci deseori un loc privilegiat al contradicţie' î n t r e modul de folosire pe care arhitecţi)1 1 1 - 3 predestinat şi modul de folosire înţeles**8 f i e c a r e utilizator în parte.

în mod frecvent, arhifec t u l n u este în con­tact direct cu utilizatorul ' i n a l ' Pentru a explica raţiunile ş i modul de fol»5' r e a l u n e i sere. De aceea, una din soluţiile preferate este folosirea serelor pentru spaţii m& P u t j n influenţate de opţiunile energetice ale fecărui locatar, cum ar fi cele destinate circulat"'0'' verticale, spaţiilor comune în general. (*6)

1 3 3

C A P T A R E A

9.7. ELEMENTE FUNCŢIONALE

Unul din principalele elemente la care un program de arhitectură şi implicit un spaţiu destinat activităţilor (de orice natură) trebuie să răspundă este rezolvarea corectă a func­ţiunilor.

Această problemă capătă noi aspecte în relaţia ei cu problemele energetice. După cum s-a observat (capitolul "Istoricul energiei solare"), rezolvări în acest sens sînt nenumărate, arhitectura vernaculară oferind modele demne de luat în consideraţie.

Unele cercetări în acest sens dovedesc necesitatea cunoaşterii relaţiilor care există între organizarea internă a construcţiei şi bilanţul energetic.

Localizarea pieselor într-o clădire, poate să ţină seama de necesităţile termice ale poziţiei acestora în sistemul respectiv. Astfel, studiul făcut de Vladimir Nicolic demonstrează că piesele situate în mijlocul clădirilor, necesită cerinţe termice scăzute faţă de piesele situate pe unghiul construcţiei.

în ceea ce priveşte planul însuşi, există multe recomandări în orientarea diferită a camerelor. Spre exemplificare, tabelul urmă­tor, conceput de către Jeffrey E. Aronin, suge­rează optima orientare în funcţie de soare, a unor spaţii interioare, pentru o latitudine apro­ximativă de 35°-

Din punct de vedere al captării, o altă pro­blemă ce vizează dispunerea spaţiilor desti­nate diferitelor funcţiuni este legată de canti­tatea de căldură pe care diversele activităţi o necesită şi o generează.

Astfel, spaţiile care nu sînt ocupate mare parte din timp, ca de exemplu coridoare, camere de baie, W.C.-uri, camere cu echipa­mente mecanice, spălătorii, bucătării (genera­toare de căldură), garaje, pot fi ţinute la o tem­peratură mai joasă şi localizate pe latura nor­dică, unde aportul solar este minim (în­deplinind astfel şi funcţia de tampon termic).

134

Latura nordică însă constituie adevărata problemă, pentru că este cea mai rece, mai întunecată şi obişnuit cea mai puţin locuită, pentru că nu primeşte nici un aport de radiaţie solară directă pe tot parcursul iernii. De aceea, în toate exemplele de arhitectură vernaculară (pentru latitudinile geografice reci) se observă că latura nordică este astfel gîndită încît să minimalizeze suprafaţa expusă (capitolul "Protecţie"), sau suprafaţa ei este vopsită cu culoare deschisă, pentru ca lumina să fie reflectată către spaţiile interioare şi exterioare.

Spaţiile interioare care necesită mai multă căldură şi lumină naturală, sînt localizate către latura sudică a construcţiei - aceea care are cea mai lungă durată de expunere la radiaţia solară.

Latura sudică este o bună localizare a spaţiilor ocupate continuu în timpul zilei, întrucît această latură a construcţiei primeşte de circa 3 ori mai multă radiaţie solară decît laturile estice şi vestice, spaţiile orientate către ea vor suplini prin aceste orientări cerinţele mai mari pe care le reclamă (camere de zi, dormitoare etc.). Sugerarea orientării funcţie de soare

pentru diferite funcţiuni {după V.Olgyay)

N NE SE SV NV

dormitoare • • • • • • camere de zi • • • • locuri de luat masa • • • • • bucătării • 0 o • biblioteci • o o

spălătorii • o • locuri de joacă • • o • uscătorii • • o o

camere de baie • • •

utilităţi o

garaje • • • • • • • • camere de hobi • o o

terase • • • • • goluri vitrate

1 3 5

Locuinţă unifamiiială: 1 - şemineu; 2 - bucătărie; 3 - sală de baie. arh. PLANUMGRUPPE.

în concluzie, aranjarea spaţiilor către ori­entările sud, sud-vest, sud-est, după necesarul de energie, se vor face conform cu natura spaţiilor respective. De exemplu, pentru clă­dirile rezidenţiale, zona locului de luat masa trebuie orientată către sud-est pentru ca să beneficieze de soarele de dimineaţă; zona camerei de zi, care este folosită intensiv în­treaga zi, trebuie orientată către sud, iar zona de lucru care este folosită în general după amiază ar trebui orientată către sud-vest.

Foarte important pentru obţinerea condiţiilor dorite în spaţiile locuibile este cunoaşterea tim­pului de folosinţă, precum şi durata orară a locuirii (exemplu: casă de vacanţă, birouri etc.), care ajută la evaluarea corectă a orientărilor.

în conexiune cu orientarea, mai trebuie menţionat şi un alt factor - şi anume: acţiunea germicidală a radiaţiei solare. Referitor la aceasta, se ştie că anumite spaţii trebuie să aibă orientări precise, cu perioade de timp impuse de normele de igienă adecvate res­pectivelor funcţiuni.

Toate problemele referitoare la spaţiile rezi­denţiale şi la conformaţia lor internă sînt vala­bile şi la nivelul spaţiilor publice.

Deci, se poate afirma că atît clădirile indi­viduale cît şi zonele rezidenţiale trebuie să fie astfel concepute înctî să îmbine cît mai favo­rabil posibil aportul energetic cu funcţiunea spaţiului ce urmează a fi folosit.

O altă problemă ar fi aceea a culturilor es­tice, în care fiecare încăpere are destinaţia ei precisă, şi care vine în contradicţie cu noile tendinţe care tind către multifuncţionalitatea spaţiilor. în afară de faptul că aceste tipuri de spaţii polivalente sînt economice din punct de vedere al construcţiei, al terenului afectat, al personalului întrebuinţat, al funcţionării conti­nue şi foarte eficiente a spaţiilor, ele se dovedesc a fi economice energetic. (*9).

136

C A P T A R E A

MODALITĂŢI DE COMPUNERE A SPAŢIILOR

Consumul de energie şi resurse este mini­malizat de către clădirile urbane aşezate adunat, în ciorchine, în incinte închise sau deschise, avînd spaţii multifuncţionale com­puse cu unităţi individuale de locuire, sau cu spaţii comune care să completeze activităţile pentru care spaţiile individuale nu sînt adec­vate.

S-a văzut din capitolul "Modalităţi de com­punere a ansamblurilor", ca şi din desenele anterioare, că această combinare favorizează unele spaţii - care de această dată vor fi spaţii publice - din punct de vedere al captării radiaţiei solare, minimalizînd în acelaşi timp pierderile calorice.

Spaţiile orientate defavorabil vor fi cele anexe: spaţii depozitare, instalaţii etc, care în afară de faptul că nu necesită cerinţe termice speciale, vor funcţiona ca spaţii tampon, izoiante către condiţiile defavorabile.

în plus, putem adăuga faptul că folosirea compactă şi în comun a unor spaţii anexe şi de depozitare micşorează consumul energetic atît uman cît şi din punct de vedere al transpor­turilor (zonele mari de depozitare necesită aprovizionări de tipul en gros, care se face cu mijloace de transport eficiente, camioane cu tonaj mare - şi în timpi mai rari), cu randamen­tul maxim în materie de aprovizionare şi cu consum minim de carburant.

•1 1 * o »

D0OO00Q j"""|fl""",ţf",kjP""$

0 "îi Î C 3 C » » II JL)

l_/J|

JL)

1 3 7

SPAŢII DE DEPOZITARE COMUNE

Ca urmare a faptului că totalul suprafeţei afectate funcţiunilor individuale este scăzut datorită existenţei spaţiilor multifuncţionale, energia necesară pentru încălzirea sau răcirea spaţiilor scade. Spaţiile de stocare (eventual energetică) necesare în clădirile multifuncţionale pentru creşterea performanţei activităţilor cresc eficacitatea spaţiilor şi con­tribuie la scăderea consumului energetic. Aceste spaţii nu trebuie menţinute la o temper­atură confortabilă decît atît timp cît sînt folosite. Depinzînd de anotimp şi de gradul lor de termoizolare, spaţiile de stocare trebuie să fie menţinute la o temperatură de circa 11°C, fapt ce duce la micşorarea consumului ener­getic.

Aceleaşi spaţii, corespunzătoare activităţi­lor social-culturale, de petrecere a timpului liber, activităţi creatoare, ar necesita spaţii mai mari dacă ar fi concepute în spaţii individuale. Clasele mari, auditoriile, arenele, sau alte spaţii închise din cadrul ansamblurilor pot oferi aporturi substanţiale de căldură provenită chiar de factorul uman care foloseşte aceste spaţii. De exemplu (capitolul "Realizarea con­fortului termic") se ştie că o persoană aşezată transmite spaţiului înconjurător circa 400 Btu/h, iar într-o sală de sport de 2000 locuri produce 8 milioane Btu/h, fără a mai ţine sea­ma de suportul vocal obişnuit sau abuziv (exemplul discotecilor care în orele de funcţionare pot cu uşurinţă să încălzească spaţiile adiacente, fără vreun alt aport ener­getic exterior).

Prin realizarea şi integrarea acestor spaţii multifuncţionale în ţesutul urban, diversifi­carea, calitatea şi eficienţa spaţiilor creşte atît din punct de vedere fizic cît şi social. Desigur, regulile de folosire trebuie stabilite cu acordul mutual general.

Oraşul este perceput ca o combinaţie de spaţii construite şi spaţii neconstruite, libere. în concepţiile moderne, ca de fapt şi în cele ale antichităţii romane, elenistice, aceste suprafeţe urbane libere nu mai constituie "neg­ativul" spaţiilor construite, ci mai mult, sînt con­siderate un spaţiu "pozitiv", avînd funcţiuni pro­prii şi fundamentale.

Acest spaţiu liber, neconstruit are deseori însuşirea de a condiţiona spaţiul construit, conferindu-i forma sa, relieful, caracterul. Este, de fapt, un element important al peisajului urban, este un spaţiu de viaţă, este un spaţiu din care se poate percepe oraşul.

Aceste spaţii, aşa cum afirmă R. Auzzelle, cuprind alte categorii de spaţii, cum ar fi: spa­ţiile libere, spaţiile plantate şi cele verzi.

Spaţiile libere - vor fi constituite din toate suprafeţele acoperite cu bitum, ciment sau pa­vate, destinate celor mai diverse utilizări ca: părţi carosabile, pietonale, pieţe etc.

Spaţiile plantate - vor cuprinde acele su­prafeţe de pămînt parţial acoperite de îmbrăcăminţi artificial plantate cu arbori, fiind de fapt un spaţiu intermediar între spaţiile li­bere şi cele verzi.

Spaţiile verzi - vor cuprinde în majoritatea lor suprafeţele acoperite cu vegetaţie - pelu­ze, boschete, arbori etc. (capitolul "Vege­taţia").

Conform studiului însoririi, umbrele purtate vor fi maxime sau minime (solstiţii sau echi-nocţii), acuzînd volumetria. Acest lucru se poate accentua prin colorarea diferită a faţa­delor, oferind în acelaşi timp şi o personalizare a construcţiilor.

Culoarea balcoanelor, tratarea plafoanelor şi planşeelor, funcţie de calitatea luminii solare şi a unghiului în care aceasta atinge suprafaţa respectivă, precum şi folosirea tonalităţilor di­ferite pentru tratarea pereţilor verticali vor ac­centua valoarea detaliilor în arhitectură. Astfel, după cum afirmă J.P.Muret: "Culoarea nu este făcută pentru a pune în valoare, ci pentru a sublinia caracteristicile proprii arhitecturii", la care putem adăuga şi aportul pozitiv sau neg­ativ al folosirii culorilor în rezolvarea unor prob­leme de ordin energetic. Este foarte adevărat însă că nu culoarea în sine, ci mai corect spus culoarea şi natura materialelor folosite pot influenţa consumurile energetice (ilustrative sînt tabelele ce conţin caracteristicile fizice şi

1 3 9

A P T A R E A

chimice ale diverselor materiale de con­strucţie, (tabel 3)

Această teorie a folosirii culorilor în spaţiul urban este foarte complexă, ocupîndu-se de întreaga gamă de obiective, de la detaliul con­structiv şi pînă la diferenţierea zonelor intime de cele semicolective şi de cele colective.

O altă problemă ar fi aceea a tratării solului, care face obiectul unor consideraţii detaliate. Din capitolul "Vegetaţia" se observă impor­tanţa acesteia în crearea unui microclimat con­fortabil şi mai ales ce înseamnă reducerea suprafeţelor generatoare de căldură sau mărirea capacităţii de absorbţie a unor zone, în cadrul balanţei energetice.

Aceste suprafeţe, ca de exemplu cele ca­rosabile sau cele rezervate parcării automo­bilelor, prin simpla lor bordare cu copaci sau benzi de verdeaţă, prin folosirea plăcilor perfo­rate, sau întrebuinţarea mai redusă a îm-brăcăminţilor din materiale absorbante, pot deveni zone agreabile, lipsite de nocivitate din toate punctele de vedere (termic, estetic etc.).

Intersectarea traseelor pietonale cu zone verzi de tipul oazelor, sau cu zone cu caracter multifuncţional, alertează interesul, favorizînd contacte sociale de calitate.

Astfel concepute, aceste zone "libere" pot deveni adevărate "evenimente", aşa cum afirmă J.P.Muret.

Dezvoltarea spaţiului colectiv multifunc­ţional al oraşului, în afară de faptul că este pre­lungirea organică a spaţiului intim, oferă o reducere a consumului energetic prin simpla consumare a activităţilor într-un spaţiu unic, comun (în locul a multor asemenea spaţii per­sonale).

Spaţiul exterior urban exersează o funcţie primordială: este un loc de viaţă, de observaţie, de el depinzînd imaginea de an­samblu a oraşului. Deci, în acelaşi timp acest spaţiu este locul circulaţiilor, comunicaţiilor, intersecţiilor. Acest spaţiu are funcţiunea im­portantă de a lupta contra inconvenientelor fonice şi atmosferei. Toate aceste funcţiuni tre­buie studiate în mod global şi dialectic, numai aşa spaţiul urban conceput va avea unitate şi personalitate.

40

Aceste spaţii în mod obişnuit constituie circa jumătate pînă la trei sferturi din suprafaţa urbană totală. Deşi consumul energetic nu este proporţional cu suprafaţa afectată, ci cu natura funcţiunii pe care spaţiul respectiv o adăposteşte, totuşi o parte importantă a aces­tui consum este afectată spaţiilor exterioare.

Se poate spune că intervenţiile în cadrul acestor zone vor modifica în sens pozitiv sau nu bilanţul energetic.

Desigur, problema este foarte complexă şi nu se poate discuta numai din punct de vedere energetic. însă, oricare ar fi analiza intervenţiilor ce se pot efectua asupra unui spaţiu pentru ca acesta să fie confortabil, această componentă energetică trebuie luată în considerare măcar în vederea unei posibile captări a energiei solare, sau a unei protecţii eficiente a spaţiilor construite.

întregul ansamblu al amenajărilor exteri­oare este un captator solar, dar problema captării, în scopul reducerii consumului ener­getic convenţional, nu vizează în mod direct decît anumite zone. în principal, rolul de capta­tor al acestor zone, cum ar fi căile carosabile şi platformele de staţionare, are doar influenţe nefaste din punct de vedere termic asupra confortului urban. Efectul de supraîncălzire al acestor zone puternic iradiate solar, şi ca ur­mare, puternic radiante, face ca temperaturile din imediata lor apropiere să fie mult alterată, în special în timpul verii.

Metodele de reducere a acestor inconveni­ente sînt legate de folosirea materialelor şi a culorilor acestora, precum şi a soluţiilor care să prevadă reducerea acestor suprafeţe.

Astfel, referindu-ne la mediul construit care formează un decor al spaţiului liber, culoarea volumelor urmăreşte orientările, oferă repere ale amplasării construcţiilor, a căilor rutiere şi pietonale, urmărind principiul lizibilităţii ex­terne şi interne.

După cum se observă, atît din punct de vedere plastic cît şi energetic, aceste lucruri coincid.

Un exemplu ar fi folosirea culorilor reci, mai închise, pentru expunerile nord, iar cele calde, deschise, către expunerile sud-vest.

C A P T A R E A

Pasaj pietonal, arh. M. Safdie

Platforma Beaubourg, amenajare

141

C A P T A R E A

în plus, putem adăuga cele afirmate de grupul Atelier Zoe, în "Metamorfoza spaţiului", care promovează ideea spaţiilor multifuncţio­nale, combinînd zonele de spaţiu verde pe care le consideră "o prelungire a locuinţei, cu rol potenţial de viaţă şi care vor avea rol pozi­tiv numai dacă îţi vor da posibilitatea să alegi:

- să-ţi continui drumul, sau să te opreşti,

- să fugi, sau să te aşezi,

- să te opreşti la umbră sau la soare,

- să poţi fi în compania altora, în obser­varea lor sau izolat de ei,

- să poţi comunica sau ignora,

- să te poţi deplasa sau să poţi contempla,

- să poţi frecventa un loc drag, sau să-l poţi schimba, după bunul tău plac; şi toate aces­tea, să le poţi face oricînd, în orice moment al zilei sau al nopţii, al săptămînii sau al anului."

142

C A P T A R E A

MATERIALE DE CONSTRUCŢII

Vechile probleme de control al radiaţiei solare în clădiri s-au lărgit în mod simţitor în urma cercetărilor moderne în arhitectură şi construcţie, precum şi a noilor tehnologii.

Tradiţionalele ziduri masive, care combinau funcţia suportului cu protecţia împotriva căldurii, frigului şi soarelui, s-au suplinit cu ele­mente structurale, cu scheletul, acoperit la rîndul său cu pereţi-cortină, concepuţi din cele mai diverse materiale. Acest înveliş al clădirii trebuie să corespundă şi să se comporte ca un filtru între condiţiile exterioare şi interioare, să controleze eficient schimburile de căldură, lumină, frig, zgomote sau mirosuri.

în general, specialiştii au căzut de comun acord că efectele aerului, temperaturii, vîntului şi zgomotului sînt cel mai bine controlate de zidul însuşi, pe cînd lumina este mai uşor de controlat din interiorul cochiliei, iar radiaţia ca­lorică este cel mai eficient împiedicată înainte de a ajunge la anvelopă.

De aceea se poate afirma că un rol foarte important în utilizarea controlată a radiaţiei solare o au materialele ce constituie şi înve­lesc construcţia (părţi verticale şi orizontale).

întregul complex de factori climaterici au un impact dinamic cu materia din care este con­stituită construcţia, afectînd în acelaşi timp şi parametrii confortului.

1 4 3

P R O T E C Ţ I A

Deci materialele, prin natura şi structura lor pot influenţa echilibrul termic necesar, în funcţie de diferitele expuneri şi zone clima­terice.

Problema materialelor, deşi este deosebit de importantă prin însăşi capacitatea lor de compunere şi realizare a lumii materiale, totuşi considerăm că nu face parte din sferastudiului de faţă şi, în consecinţă, va fi tratată succint.

Materialele iau parte la alcătuirea: • structurilor; • anvelopei; • a acoperămîntului spaţiilor libere; ele pot fi naturale şi artificiale - industriale.

Ceea ce ne interesează în mod particular sînt proprietăţile fizice, chimice şi estetice ale acestor materiale, în vederea posibilelor între­buinţări ale acestora funcţie de scopurile ne­cesare:

• funcţia de izolare; • funcţia de bun conductor termic; • funcţia de captare; • funcţia de reflexie, refracţie, absorbţie; • funcţie de considerente psihofiziologice.

Spre informare, în anexe sînt date tabele ce cuprind caracteristici ale diverselor materiale de construcţie, funcţie de rolul pe care vor tre­bui să-l joace în cadrul construcţiilor.

1 0 P R O T E C Ţ I A

O concepţie solară sau bioclimatică, atît la nivel de obiect cît şi la nivel de ansamblu tre­buie să corespundă unei logici economice ce vizează să obţină un confort maxim pentru un consum energetic (plătit) minim, limitînd nece­sităţile în special cele termice. Cea mai efici­entă cale în vederea obţinerii acestor deside­rate este protecţia, atît la nivel de ansamblu cît şi la nivel de obiect.

Richard Stein, studiind consumurile de energie aferente spaţiilor în care se des­făşoară activităţi umane, ajunge la concluzia că raportul între costul energetic pentru con­strucţii şi costul energetic de exploatare este de I/20; de unde reiese o primă şi decisivă concluzie:* necesitatea economisirii ener­giei prntru construcţie şl exploatare tre­buie să tindă în primul rînd spre reducerea consumului pentru încălzirea spaţiilor.

în afară de problema captării, care evident aduce un plus în sensul rezolvării celor amintite, protecţia, urmărind aceeaşi idee, ca­ută să rezolve aceste probleme prin urmă­toarele intervenţii:

• alegerea amplasamentelor în vederea unei maxime captări a radiaţiei solare şi mini­me expuneri la condiţii climaterice nefavora­bile (capitolul "Alegerea amplasamentelor în vederea unei captări maxime);

• alegerea soluţiilor de compunere a an­samblului, care să răspundă, ca şi în cazul amplasamentelor, aceloraşi necesităţi (capi­tolul "Compunerea ansamblurilor pe orizontală şi verticală");

• amenajarea teritoriului pentru protejarea spaţiilor construite;

• amplasarea raţională, corectă a clădirilor şi spaţiilor interioare, în raport cu funcţionali­tatea lor (locuinţe, dotări, locuri de muncă),

astfel încît să folosească la maximum, pentru economia de energie, caracteristicile factorilor naturali ai mediului înconjurător (relief, circu­laţia aerului, însorire), proiectarea şi execuţia de clădiri care să îmbine funcţionalitatea lor specifică cu caracteristicile factorilor naturali ai mediului înconjurător (capitolul "Elemente funcţionale");

• folosirea materialelor şi construcţiilor izolante, care măresc consumul de energie înglobat în construcţia propriu-zisă, dar micşorează foarte mult consumul de energie pe durata exploatării; ţinînd seama de raportul iniţial dintre aceste două componente - 3,8%, respectiv - 93,5%, această soluţie este efi­cientă; ea se poate aplica atît la construcţiile noi, cît şi la cele care mai au o durată de exploatare apreciabilă;

• ameliorarea surselor de încălzire a clădirilor (noi forme de producere a căldurii, transportul acesteia, recuperarea ei, sisteme locale sau sisteme urbane de producere a căldurii etc).

P R O T E C Ţ I A

Locuinţă unifamiiiaiă, arh. 6. M. Ungers Se pleacă de la principiul că nu este suficientă

înlocuirea unui sistem de încălzire cu altul, ci trebuie concepută o altă arhitectură, bazată pe o înţelegere perfectă a utilizării perfecte a tuturor elementelor natu­rale; ambele proiecte iau în consideraţie economiile de energie, ca principiu de bază.

Din capitolul "Alegerea amplasamentelor în vederea captării", se observă că siturile po­tenţiale în valorificarea energiei solare sînt alese în aşa fel încît să fie protejate împotriva curenţilor de aer, a diferenţelor mari de tem­peratură (din zona microclimatică respectivă), sau a precipitaţiilor.

Această protejare a spaţiilor, după cum s-a văzut, se face în primul rînd prin adaptarea so­luţiilor la formele naturale. în afară de protecţia cu ajutorul formelor naturale, se pot prevedea amenajări speciale ale terenului.

10.1. PROTECŢIA LA NIVELUL ^MORFOLOGJE^PAJJILOR^ON&reurr^^

într-o clădire de locuit, consumul de energie se repartizează, de regulă, în următoarele pro­porţii:

• 6 5 % pentru încălzire, • 13% pentru apă caldă, • 12% pentru iluminat, • 10% pentru preparare hrană şi aparate

electrocasnice. (Această repartiţie reprezintă valorile reale pentru o

zonă temperată şi un grad mediu de confort; ea poate

diferi cu cîteva procente în plus sau în minus, dar nu

suferă schimbări esenţiale)

Pentru clădiri cu altă destinaţie decît locui­tul, partea destinată încălzirii creşte sau scade în funcţie de natura spaţiului, ca şi procentul afectat iluminatului - funcţie de profilul acti­vităţilor pe care construcţia îl adăposteşte, re-ducîndu-se, în schimb, sau dispărînd consu­murile pentru apă caldă şi prepararea hranei.

Problema reducerii consumului energetic în construcţii şi exploatarea acestora este în directă legătură cu confortul termic, care se exprimă, de regulă, prin factorii săi de am­bianţă - temperatura aerului interior, tempera­tura pereţilor, viteza aerului în interior, umidi­tatea, factori ce au fost detaliaţi în capitolul "Confortul".

întreaga masă a construcţiilor este un cap­tator pasiv, iar problema captării ca şi a pro­tecţiei (indisolubil legate), în cazul spaţiilor construite, se pune la nivelul formei, al volu­mului, al elementelor constructive orizontale şi verticale, precum şi al elementelor funcţionale.

146

P R O T E C Ţ I A

10.2. FORMA

Impactul temperaturilor exterioare datorate aportului radiaţiei solare asupra unei clădiri este variabil în raport cu latitudinea, cu ano­timpurile şi cu orientarea suprafeţelor compo­nente.

Din studiul făcut de Victor Olgyay reiese că, în zona latitudinilor înalte, latura sudică a clădirii primeşte de circa două ori mai multă radiaţie iarna decît vara. Acest efect este mai pronunţat pentru latitudinile joase, unde rapor­tul este de 1 la 4. Se observă că, în cazul lati­tudinilor înalte, laturile estice şi vestice pri­mesc de circa 2 1/2 mai multă radiaţie vara decît iarna: acest raport nu este atît de mare în cazul latitudinilor joase, dar este remarcabil faptul că vara, aceste laturi primesc de 2-3 ori mai multă radiaţie de cît faţadele sudice.

Pe laturile vestice, impactul temperaturilor are valori crescute, datorate efectului radiaţiei de după amiază. în cazul tuturor latitudinilor, laturile nordice ale construcţiilor vor primi numai o mică cantitate de radiaţie, mai ales în timpul verii. Dar, pentru latitudinile joase, latu­ra nordică va primi vara, dublul cantităţii de radiaţie pe care o primeşte latura sudică.

Cantitatea de radiaţie primită de către acoperiş sau terasă în timpul verii este mult mai mare decît aceea primită de oricare dintre celelalte laturi, fapt pentru care aceste suprafeţe merită o atenţie deosebită, mai ales că, în mod obişnuit sînt suprafeţe cu dimensi­uni considerabile.

Este clar că diferitele laturi ale unui volum au impacte termice diferite, în concordanţă cu orientarea lor.

Stresul termic regional trebuie analizat în vederea determinării rolului pe care îl are forma, pentru protecţie şi captare.

Se poate afirma că temperaturile joase tind să preseze structura într-o formă compactă, iar aportul caloric mare tinde să alungească forma după direcţia est-vest.

Pentru definirea celei mai bune - eficiente forme de construcţii corespunzătoare unui amplasament dat, Victor Olgyay aplică criteri­ile "formei optime" şi al "elasticităţii" (funcţie de condiţiile bioclimatice).

Sera de la Chatsworth, o formă ideală atît pentru captare, cît şi pentru protecţie (formă de dom).

I A N U A R I E IULIE

4r REGIUNI RECI

IANUARIE

TÎÎT

IULIE

mm REGIUNI TEMPERATE

I A N U A R I E IULIE

REGIUNI CU CLIMAT CALD- USCAT

IANUARIE IULIE

REGIUNI CU CLIMAT CALD-UMED

1 4 7

P R O T E C Ţ I A

Prezentarea grafică a concluziilor pentru o "formă de bază" a construcţiilor.

• pe graficele din stînga sînt marcate can­tităţile de căldură (valori numerice) primite de către diferite forme de clădiri; valorile nume­rice ale cantităţii de căldură primită atît vara, cît şi iarna, de către o clădire cu formă pătrată, sînt considerate ca puncte de referinţă, deci, sînt localizate pe linia zero;

• coloana din mijloc ilustrază "optimul" şi "elasticitatea" formelor de bază comparată cu aria suprafeţor;

• în partea dreaptă sînt ilustrate inte­rpretările arhitecturale ale formelor de bază.

Efectele regionale asupra formei clădi­rilor. Optimul formei a fost definit în partea de sus, pentru o formă care are minimum de aport

caloric vara şi minimum de pierderi calorice iarna. De aici, este clar că forma clădirilor va varia odată cu regiunea, şi astfel efectele forţelor termice pot fi exprimate în termeni arhi­tecturali, prin termenul de "limită a elasticităţii".

Concluziile studiului stnt următoarele: • climat rece:

- optim pentru iarnă este un raport al formei 1/1,1

- optim pentru vară 1/1,4

Ca urmare a necesităţilor hivernale care sînt de două ori mai mari decît cele estivale, şi faptul că durata perioadei de supraîncălzire este de numai 20% din an, a fost adoptat indexul de iarnă. Elasticitatea formei este de

4 14 rt

148

P R O T E C Ţ I A

In zonele cu climate reci, efectul tempera­turilor scăzute din timpul iernii depăşesc efec­tul radiaţiei solare (care au tendinţa de a alun­gi forma pe direcţia E-V) şi presează forma căter un pătrat. în cazul clădirilor cu o supra­faţă mare, se preferă transformarea acestora, în clădiri cu mai multe nivele.

• climat temperat: - optim pentru iarnă 1/1,56 - optim pentru vară 1/1,63 S-a adoptat indexul 1/1,6, elasticitatea

formei fiind de 1/2,4. în aceste regiuni, unde nivelul tempera­

turilor permite materializarea planurilor mai flexibile, sînt preferate formele elongate. Impactul termic, chiar asupra aripilor extinse către direcţia N-S, impun mai puţine penalităţi ca pentru alte zone. Ca urmare, se permit forme libere, bineînţeles, fiind preferate cele alungite pe direcţia E-V.

• climat cald-uscat: - o p t i m pentru vară 1/1,26 - pentru iarnă, din cauză că efectul solar

este mare nu este o limită specifică, dar o expunere sudică este bună. Dar cum soli­citările estivale sînt de 8 ori mai mari decît cele hivernale optimul formei va fi de 1/1,3.

S-a adoptat indicele de elasticitatea formei de 1/1,6.

în aceste regiuni, sub condiţiile hivernale, o clădire ar trebui să aibă o formă alungită, dar ea se întoarce către forma pătrată, datorită im­pactului puternic estival. în tot cazul, prin cre­area curţilor interioare şi a microclimatelor in­terioare cu ajutorul bazinelor cu apă, vegetaţie, zone de umbră, confortul poate fi asugurat. Schema planimetrică va orienta planul către interior, către patio.

• climat cald-umed:

- optim vara 1/1,7 - optim iarna 1/2,69 în acest caz indicele

este mai mare, dar cu importanţă mai mică datorită perioadelor mici de supraîncălzire.

S-a adoptat raportul optim de 1/1,7, elas­ticitate 1/3.

în aceste regiuni, soarele atacă laturile es­tice şi vestice ale clădirilor, forţîndu-le către forme firave, subţiri, alungite. Temperaturile nefiind excesive, aceste forme sînt avantajoa­se, şi pentru că permit mişcarea curenţilor de aer, atît de benefici acestor zone.

Ca urmare, pot fi evidenţiate următoarele observaţii:

• casa de formă pătrată nu este optimă pentru nici o condiţie;

• toate formele alungite pe axa nord-sud lucrează vara sau iarna cu minimum de efi­cienţă, în comparaţie cu o formă pătrată;

• optimul rezidă în fiecare caz într-o formă alungită întotdeauna pe axa est-vest.

în mod normal, există numeroase forme de clădiri, dar evident este faptul că în orientarea fizică, nu forma primează, ci soarele vîntul şi vegetaţia au cea mai mare importanţă.

In cele mai multe cazuri, latura care va deveni principală nu apare imediat; de aceea fiecărui perete trebuie să i se repartizeze o im­portanţă proporţională.

Odată ce proporţia a fost stabilită, orien­tarea optimă poate fi evaluată cu ajutorul para­lelogramului forţelor. Rezultatul va fi o expune­re ajustată pentru laturile considerate impor­tante. De aici, se poate observa că două clă­diri cu aceeaşi formă dar cu aranjări diferite a suprafeţelor locuibile sau a suprafeţelor vitra­te vor primi orientări diferite în vederea ob­ţinerii celor mai mari avantaje de pe urma im­pactului cu soarele.

NEORiENTAT UNILATERAL

Iii l i

BILATERAL MULTILATERAL

c mm WmmmmWmm

Forma clădirilor cu orientare direcţională

1 4 9

P R O T E C Ţ I A

f i ™ E - l e ™ ! n ' B ' e f s e n ' i a l e Influenţează orientarea fizica sînt soarele şi vîntul

Concepţia caselor bazată pe com­binarea condiţiilor climaterice, (după Donald Watson)

Orientarea clădirilor în vederea obţinerii unei minime expuneri la vînt şi unui maxim aport solar ar trebui să ţină seama de cele două diagrame. Se observă că cele mai im­portante influenţe în orientarea fizică sînt date de vînt şi soare.

întocmai ca în arhitectura vernaculară (capitolul "Istoricul energiei solare"), clădirile trebuie să aibă o formă adaptată atît pentru captare cît şi pentru protecţie. (50)

climat rece: • maximum de conservare termică;

• maximum de aport solar; • maximum de rezistenţă la vînt. climat temperat: • conservare termică moderată;

• aport solar mediu; • expunere lejeră la vînt (controlul umi­

dităţii);

• curent de aer moderat, climat cald-uscat: • minimum de aport solar; • rezistenţă la vînt medie; • curent de aer moderat, climat cald-umed: • maximum de rezistenţă la vînt;

• curent de aer maxim.

10.3. VOLUM

în cazul unei libertăţi spaţiale, forma dorită poate fi concepută cu mai mare uşurinţă -aceasta se întîmplă în mod obişnuit în cazul locuinţelor unifamiliale, de mici proporţii. Dar, în cazul clădirilor mari, intervin alţi factori mai importanţi, care-şi pun amprenta în dezvol­tarea structurii acesteia. Aceşti factori vor f i : logica circulaţiilor, necesitatea realizării spa­ţiilor mai mari, economia organizării etc. Clădirea, asemenea unei anvelope proprie unui grup specific de activităţi, exprimă forţele interne ale acestora, dînd o mai mică impor­tanţă considerentelor ce vizează forma. (19)

în cazul în care se preconizează soluţii ce vizează diminuarea necesităţilor energetice ale clădirilor, în afară de măsurile luate în legătură cu amplasarea protejată prin relief,

150

P R O T E C Ţ I A

vegetaţie sau clădiri existente, se poate ac­ţiona şi asupra reducerii suprafeţelor supuse răcirii, fapt ce acţionează asupra volumului respectiv.

Astfel, V. loanid în lucrarea sa "Urbanism şi Energie", compară suprafeţele răcite, posibil a fi generate de combinarea a 8 celule de bază, care, potrivit dimensiunilor lor pot fi clădiri de locuit individuale sau tronsoane de locuinţe colective.

O unitate de suprafaţă orizontală radiază mai mult decît una verticală, ceea ce deter­mină avantaje pentru clădirile cu mai multe nivele.

în materie de clădiri de locuit, construcţiile colective sînt mai economice decît cele indivi­duale. Aşa cum se poate vedea, reducerea suprafeţelor supuse răcirii este mai accentuată cînd se elimină unghiurile concave şi cînd cele convexe sînt mai ascuţite.

Acelaşi lucru îl susţine şi Donald Watson în lucrarea "Le livre des maisons solaires".

Studiul făcut de Institutul de Arhitectură "Ion Mincu" Bucureşti în privinţa influenţelor carac­teristicilor geometrice şi a amplasării clădirilor de locuit asupra consumului de energie, pleacă de la ideea că efectul de volum expri­mat prin indicele de formă (V/A, anvelopă) es­te important în aprecierea schimburilor de tem­peratură între clădire şi mediul înconjurător şi deci a eficienţei energetice în exploatare.

Mai departe, studiul extrage concluzii din analiza condiţionărilor ce intervin în alcătuirea volumetriei unei clădiri de locuit şi a influ­enţelor pe care aceasta le are asupra consu­mului de energie. Dintre acestea, se contu­rează următoarele concluzii referitoare la volum:

• implicarea volumului clădirilor de locuit în consumuri energetice reprezintă un criteriu foarte important în sine, dar cu o pondere rela­tiv redusă faţă de suma de criterii de apreciere a calităţii unei clădiri de locuit;

• în privinţa influenţei volumetriei şi a im­plicării formei asupra consumului de energie pentru utilizarea utilajelor pe şantier, s-a con­statat că ele sînt direct proporţionale.

BQZQ

Comparaţie între diferite combinaţii posibile a 8 celule de bază, sub aspectul suprafeţelor supuse răcirii

151

P H O T E C Ţ I A

C l ă d i r e a A Ct&ftreo B

m w ţ r n 5 3

mm

Subsol

p+a

•kef

«S3".

Un alt studiu prezentat de J.Duviquet, A.Genel şi L.Caignault tratează nivelele com­punerilor energetice, în funcţie de diferitele activităţi din cadrul spaţiilor urbane: industriale, rezidenţiale şi terţiare. Studiul foarte complet, foloseşte analizele globale, fie teoretice, fie statistice, făcute numai pe construcţii re-cente, analiza fiind efectuată pe parcursul a mai mulţi ani. (*6)

Concluzia studiului: Consumul total de energie este în funcţie de:

• grade zile

• proporţia spaţiilor verzi

• izolarea termică • forma şi dimensiunile nu au decît o mică

influenţă: • apare evidentă importanţa comporta­

mentului uman (aşa se poate explica absenţa diferenţelor de consum ener­getic între blocurile turn şi construcţiile pavilionare).

O altă metodă, descrisă de Virgil loanid, este aceea folosită de un normativ francez pentru calcularea coeficientului volumetric global sau parţial. Originalitatea metodei con­stă în posibilitatea de a aprecia coeficientul volumetric global al unui proiect, fără a cunoaşte dinainte suprafaţa locuibilă şi nici planul locuinţelor, ci numai cu ajutorul rapoar­telor geometrice SA/. Aceste rapoarte sînt determinate pe baza utilizării unor parametri cunoscuţi încă de la nivelul începerii proiectării şi care caracterizează morfologia clădirii (suprafaţă, număr de locuinţe, număr de nive­le, importanţa anexelor, proporţia suprafeţe-lor ferestrelor în raport cu încăperile iluminate nat­ural, înălţimea încăperilor, grosimea pe­reţilor). (*1)

152

P R O T E C Ţ I A

Sînt prezentate 9 tipuri de clădiri de locuit (A I), pentru care s-a făcut o aplicare a acestei metode. In final, se stabilesc, în vari­ante diferite de partiuri, cu sau fără balcoane şi logii, diferite valori ale coeficientului de trans­misie termică pentru structură, pentru trei zone de amplasament, diferite ca variaţie anu-ală al temperaturii exterioare. (17)

în felul acesta, se pot face comparaţiile necesare între diferitele tipuri de clădiri şi se poate alege soluţia în funcţie de criteriile ener­getice. Metoda permite modificări ale partiului de arhitectură pe parcursul studiului, în cazul în care criteriile energetice le reclamă.

10.4. PROTECŢIA LA NIVELUL ELEMENTELOR COMPONENTE ALE CONSTRUCŢIILOR

Una din tendinţele evidente în construcţia clădirilor în perioada 1900-1980 o constituie creşterea constantă a capacităţii de izolare ter­mică (teoretică şi practică) a pereţilor exteriori, a planşeelor şi a acoperişurilor.

Valoarea coeficientului de transmisie ter­mică a scăzut de aproape două ori, pentru cea mai mare parte a construcţiilor de locuit din majoritatea ţărilor europene şi a altor ţări cu climă temperată, moderată sau excesivă.

Acest lucru se explică prin modificările inter­venite în modul de concepere şi în execuţia pereţilor exteriori.

în special după anii 70, în numeroase ţări au fost elaborate programe de îmbunătăţire a izolării şi de reducere a coeficientului de trans­misie termică la clădirile existente şi respectiv de generalizare a măsurilor de izolare la clădirile noi.

1 5 3

P R O T E C Ţ I A

Astfel, semnificativ în acest sens este stu­diul suedez, detaliat de V.loanid. Concluziile la care ajunge acest studiu în legătură cu reduc­erea consumului energetic al clădirilor, s-au concretizat în aplicarea următoarelor măsuri:

1. îmbunătăţirea randamentului ca-zanelor.

2. Reglajul sistemului de încălzire, care evidenţiază importanţa orientării clădirilor şi a direcţiei vînturilor predominante.

Cele mai simple metode de a realiza echili­brarea constă în mărirea suprafeţei corpurilor de încălzire în apartamentele expuse la scă­deri de temperatură, sau izolarea lor suplimen­tară (aceasta ar determina economii de 8 litri combustibil pe mp planşeu).

3. Reducerea nivelului ventilaţiei în exces. Aceasta ar însemna menţinerea nivelu­lui de schimb al aerului la o valoare de 0,2 din volumul total al aerului din încăperea locuită, în timp de o oră. Din studiu a reieşit o valoare de 0,5/h (adică mai mult de dublu), imputabilă neetanşeităţii uşilor şi ferestrelor. Astfel, sem­nificativ în acest sens, dacă uşile şi ferestrele ar fi prevăzute cu benzi de etanşeizare din materiale plastice, pragul consumului de com­bustibil s-ar putea reduce cu 2,9 litri/mp de planşeu.

4. Controlul consumului de apă caldă (care diferă de la individ la individ), altfel, ne-existînd stimulente pentru economie.

5. Izolarea suplimentară a ultimului plan­şeu (pod, mansardă etc), aduce după sine economii de circa 2,5 litri combustibil pe mp de planşeu. Execuţia se face conform cal­culelor, în funcţie de scăderea coeficientului de transmisie.

6. Izolarea suplimentară a pereţilor exte­riori. Studiul a fost făcut pe clădiri cu zidărie exterioară cu o grosime de 1 1/2 cărămidă cu două straturi de tencuială, cu un coeficient de transmisie termică de 1,2 W/mp °C, ceea ce reprezintă pierderi de căldură de 3-4 ori mai mari decît normele în vigoare (normele sue­

deze), circa 0,3-0,4 W/mp °C. Ca urmare a executării izolaţiilor necesare şi aducerea coe­ficientului de transmisie la valoarea normală, s-a înregistrat o economie de combustibil de circa 12 l/mp (care reprezintă circa 20% din consumul iniţial de 60 l/mp de planşeu).

7. Izolarea suplimentară a ferestrelor. Coeficientul de transmisie termică a unei fe­restre este de 3 W/mp °C, iar cel al unei fe­restre triple este de 2 W/mp °C. Ca urmare, prin triplarea ferestrelor pierderilor de căldură se reduc cu circa o treime, reprezentînd o eco­nomie de combustibil de circa 3 l/mp planşeu, ceea ce nu este prea mult şi care dovedeşte neeficienta acestei măsuri, (numai în cazul acestui experiment, pentru că în mod normai, dublarea ferestrelor este o măsură eficientă în reducerea consumurilor energetice)

După cum reiese din studiu, aplicînd mă­surile de rigoare, economia de combustibil care s-a înregistrat în final este de 35 l/mp planşeu (adică un consum de 24 l/mp plan­şeu, faţă de 60 l/mp planşeu, iniţial).

în ceea ce priveşte eficienţa generală a unor astfel de operaţii neapărat necesare pen­tru fondul locativ existent, se constată efecte pozitive care se accentuează şi se cumulează în timp; efectul social indirect al creşterii con­fortului termic, dificil de cuantificat este poate cel mai important (reducerea incidenţei îm­bolnăvirilor; reducerea cheltuielilor medicale, contribuţii sporite la creşterea productivităţii muncii în toate domeniile); efectul reducerii în valoare absolută a consumului de combustibil fosil pentru încălzirea spaţiilor (permite uti­lizarea raţională a spaţiilor, reducerea expor­turilor etc.).

în concluzie, în vederea diminuării nece­sităţilor energetice prin intermediul acţiunilor ce vizează părţile morfologice ale construcţii­lor, soluţiile ce se întrevăd sînt:

• reducerea pierderilor prin pereţi; • reducerea suprafeţelor expuse răcirii.

154

în ceea ce priveşte reducerea pierderilor prin pereţi, concepţia în arhitectură poate influ­enţa în direcţia reducerii acesteia pe trei căi:

• calitatea pereţilor; • suprafaţa lor; • diferenţa de temperatură dintre cele două

două feţe (interioară şi exterioară). Calitatea pereţilor depinde de rezistenţa ter­

mică, factorul cel mai cunoscut şi adesea sin­gurul utilizat pentru economia de energie; coe­ficientul de transmisie termică poate fi re-dus, dar eficienţa lui tinde către o limită teh-nică şi financiară.

Eliminarea punţilor termice - prin izolări exterioare şi noi rezolvări plastice ale faţade­lor; în ceea ce priveşte ferestrele, studiile relevă că ele aduc mai multă căldură (capitolul "Captarea"), mai ales în zilele însorite, decît pierderi, care sînt mai mari în timpul nopţii (exemplu: folosirea obloanelor, rulourilor pen­tru protecţie).

Reducerea efectelor vîntului printr-un strat de aer imobil, în contact cu suprafaţa pereţilor sau a ferestrelor, ajută la izolare. La vînt puter­nic, schimbul termic între interior şi exterior creşte şi poate determina în cazul ferestrelor simple pierderi de 33%; în cazul ferestrelor duble, pierderea scade la 17%.

Soluţiile recomandate în vederea protecţiei la nivelul elementelor componente ale con­strucţiilor se referă la utilizarea la maximum a amplasării protejate prin relief, vegetaţie sau clădiri existente, iar completarea cu plantaţii este benefică. Spaţiile cu pereţi exteriori supuşi vînturilor dominante pot fi protejate prin volume anexe neîncălzite, garaje, spaţii depo­zitare, degajamente, sau printr-o mobilare a-decvată (dulapuri, biblioteci, alte spaţii tam­pon).

Desigur, aceste soluţii sînt necesare, dar nu suficiente. Noile metode în care soluţiile arhi­tecturale combină concepţiile ce exploatează energia solară, cu realizarea ştiinţifică a pro­tecţiei spaţiilor sînt considerate că dau rezul­tate superioare.

"Arbori solari" - structuri climatizate natural, opera arhitectului Pierre Faucheux; el foloseşte cupole cu cinci puncte de sprijin, structura fiind realizată din lemn lamelar; în mod contrar cuptoarele solare - aceşti "cap­tatori în cupolă" - se pot folosi fără limite; pe porţiunile de sferă favorabile se pot amplasa captatori sau micro-pile; în mod natural însă, razele solare sînt orientate de către structură spre interior.

1 5 5

P R O T E C Ţ I A

"Welwyn Garden City", planul original, Louis de Soisson

Existenţa omului a depins întotdeauna de natură iar echilibrul termic al mediului de viaţă presupune realizarea unor microclimate optime, în care vegetaţia îndeplineşte rolurile de: protecţie împotriva zgomotului, soarelui, poluării; biologic, referindu-se la perfor­manţele termice, purificarea aerului, umidifi­carea lui, confort vizual şi estetic.

Imensa varietate a vegetaţiei pune la dis­poziţie un întreg arsenal de atribute, care atun­ci cînd sînt cunoscute se pot manevra în ved­erea strategiilor urmărite.

Astfel, pentru ca vegetaţie să îndeplineas­că rolul scontat, este necesară cunoaşterea următorilor parametri:

• amplasamentul geografic şi condiţiile cli­materice;

• diversele varietăţi, specii ale vegetaţiei; • caracteristicile fizice:

- frunze căzătoare sau nu, - densitatea structurii crengilor, - distanţa dintre coroană şi sol - înălţimea - forma coroanei - vîrsta

10.5. ROLUL VEGETAŢIEI ÎN REDUCEREA CONSUMULUI ENERGETIC

Vegetaţia face parte din mediul înconju­rător imediat apropiat spaţiilor construite. Ea reduce mişcările aerului, efectele zgomotelor, opreşte noxele, avînd în acelaşi timp valenţe estetice de mare importanţă pentru confortul uman.

Amplasarea vegetaţiei cu rol de protecţie este cît se poate de diferită, pornind de la pomii din jurul casei pînă la giganticele perdele de protecţie din jurul surselor ce produc noxe (zone industriale, aeroporturi etc.).

Această protecţie poate fi constituită atît de cadrul natural existent (păduri existente), cît şi de cadrul nou amenajat.

• caracteristicile umbrei - puterea de reţinere a particulelor, - cantitatea schimbului de apă, - capacitatea de penetrare a luminii

difuze (permite nivelelor de iluminare natu­rală să se menţină în zona confortului),

- alte efecte urmărite.

ROLUL PROTECŢIEI

156

P R O T E C Ţ I A

Tipul vegetaţiei care trebuie aleasă este important, dacă ne referim la caracteristicile fizice care îi generează performanţele.

Astfel, se poate vorbi de performanţa ter­mică; iarna, copacii cărora nu le cad frunzele îndeplinesc rolul de paravan al construcţiei contra vîntului şi zăpezii. în acest fel, pierderile calorice ale spaţiilor locuite diminuează. Vara, suprafaţa ierbii şi a frunzelor are rolul de absorbţie a radiaţiilor, iar procesul de evapora­re răceşte temperatura aerului înconjurător.

în plus faţă de acestea, copacii îşi oferă în mod generos umbra, atunci cînd este nece­sară. Această trăsătură a copacilor foioşi îi face ca ei să fie amplasaţi în imediata apropiere a spaţiilor locuite, pentru ca să ajute la controlul efectelor radiaţiei solare în timpul verii, iar iarna să lase pătrunderea razelor solare, atît de necesare în acest anotimp.

Viţa, de asemenea, are un rol important în controlul natural al radiaţiei solare, răcorind prin evaporare, umbrind, sau păstrînd un strat de aer între construcţie şi mediul înconjurător.

Atît copacii cît şi viţa sînt aleşi pentru cali­tatea lor de a putea oferi umbră în timpul verii.

Victor Olgyay studiază acest fenomen, al umbririi, insistînd asupra comportamentului di­feritelor specii de-a lungul anului.

De altfel, s-a demonstrat că natura coope­rează inconştient cu necesităţile umane, prin observaţia că, umbrele plantaţiilor caracteris­tice unor anumite zone, au forme corespun­zătoare necesităţilor de umbrire ale acelor zone. (33)

Printre copacii cu frunze căzătoare, arţarul şi frasinul produc mai mult efect de umbră în timpul verii, dar cu un pronunţat tipar al umbrei în timpul iernii. Teiul are o formă sferică, este foarte umbros vara, iar iarna coroana este deasă şi rămuroasă, chiar şi fără frunze. Glă-diţa şi tulipierul au o formă a umbrei alungită.

Stejarul alb are o formă alungită în planul orizontal, cu o structură deschisă a ramurilor, în timpul iernii. Plopul are o formă de coloană, iar ulmul de vază. Pentru pomii cu dimensiuni mici şi cu flori, se poate găsi o mare varietate de forme, ca de exemplu: mărul sălbatic, cor­nul cu ramurile sale orizontale, caprifoiul atît de rămuros, gutuiul japonez etc.

Babilon, "Grădinile suspendate" ale Semiramidei.

Schema grădinii "Rurisville", E. Howard

1 5 7

o masă de vegetaţie (arbori) plantată compact oferă un spaţiu de "aer mort" astfel, viteza vîntului poate fi redusă de circa cinci ori.

zonă de protecţie mică zonă de protecţie mare

plantarea coniferelor la nord realizează o protecţie eficientă

utilizarea copacilor foioşi oferă o umbră deasă în timpul verii

aceeiaşi copaci, lasă în timpul iernii razele

soarelui să pătrundă către spaţiile interioare

plantarea copacilor foioşi către sud este

foarte eficientă

acţionează ca filtru adaugă oxigen aerul dintre copaci acţionează ca un

strat izolator

158

P R O T E C Ţ I A

Localizarea exactă a copacilor şi vegetaţiei poate să determine teste pozitive în funcţie de cunoaşterea lor şi necesităţile dorite. în gene­ral, forma şi lungimea umbrei lor trebuie să acopere perioadele de supraîncălzire.

Pentru cazurile care reclamă o umbrire efi­cientă, copacii trebuie amplasaţi în mod stra­tegic. La o trecere a soarelui dimineaţa şi du­pă amiaza tîrziu, la mică înălţime, copacii vor dovedi o performanţă corectă, dacă vor fi am­plasaţi la E-SE şi la V-SV. Razele joase ale soarelui determină umbre lungi, care pot fi efectiv folosite în locuri care sînt altfel, greu de protejat contra căldurii solare. La mijlocul zilei, soarele se află sus pe bolta cerească, iar razele pot fi interceptate uşor (de exemplu cu o formă de consolă); în acest moment al zilei, copacii amplasaţi la sud vor avea o slabă per­formanţă, datorită faptului că umbra este loca­lizată chiar sub ei.

Suprafeţele plantate, copacii, arbuştii sau iarba reduc valoarea de albedo, favorizînd e-vaporarea şi astfel contribuind la reducerea temperaturii şi crearea de microclimate con­fortabile. Exemplu în acest sens este oraşul Daitona (Ohio), care a devenit un laborator forestier urban, în confruntare cu problemele poluării aerului şi ale reducerii consumului de energie în zonele orăşeneşti. Proiectul de climatizare prevede: amplasarea strategică a copacilor în centrul oraşului, reducerea tem­peraturii vara, reducerea costului condiţionării aerului, îndepărtarea poluanţilor, îmbunătă­ţirea calităţii spaţiilor publice; amplasarea grădinilor pe acoperişuri, cu rol de scădere a temperaturii aerului şi oxigenare a oraşului (metoda aplicată la Stuttgart, de folosire a curenţilor de aer aproape de sol, pentru răcirea şi epurarea oraşului); adoptarea sis­temelor "tip pajişte" pentru terenurile de par­care (care folosesc plăci perforate din piatră prin care poate creşte iarba, mărind cantitatea de oxigen şi favorizînd evaporarea); umbrirea pe cît posibil a străzilor, spaţiilor de autobuz, terenurilor de joacă.

Aşa cum arată Jaqueline Denis Lemperon, într-un articol apărut în revista l'Expres, relativ la oraşul Atena, lipsa spaţiilor verzi s-a dovedit a fi fatală asupra microclimatului urban. în afara teoriei foarte răspîndite că vegetaţia ar constitui "plămînii oraşului", datorită faptului că prin fotosinteza s-ar face purificarea aerului, debarasîndu-l de gazul carbonic şi îmbogă-ţindu-l cu oxigen, autoarea relevă faptul că cea mai importantă calitate a vegetaţiei este redu­cerea temperaturii şi anihilarea poluanţilor.

Oxigenul reprezintă a cincea parte din volu­mul atmosferei, iar aportul datorat vegetaţiei nu este deloc important la scara unui oraş; iar fluctuaţiile gazului carbonic sînt prea slabe chiar la nivelul centrului oraşului, pentru a avea o influenţă asupra sănătăţii.

S-a demonstrat că un arbore izolat are aceeaşi putere de reîmprospătare a aerului cu aceea a 10 climatizoare (pentru că plantaţiile pot coborî temperatura prin crearea unui cu­rent de aer care combate uscăciunea) ceea ce nu este puţin.

Pe o durată de timp de 6 luni, o suprafaţă de 1 hectar de arbuşti transpiră circa 3000 to­ne de apă, or evaporarea este însoţită de o absorbţie de calorii, de unde rezultă diminu­area temperaturii. Astfel o bandă de verdeaţă de 50 pînă la 100 m lăţime face ca temperatu­ra să scadă cu circa 3-4°C, în comparaţie cu centrul oraşului, şi, în plus, umiditatea creşte cu 50%. Diferenţa de temperatură astfel creată provoacă minidepresiuni rezultate din ridicarea aerului cald deasupra zonelor construite, sufi­ciente pentru a crea curenţi de aer de circa 12 km/oră, care permit reîmprospătarea aerului într-un oraş de dimensiuni mari în circa o oră.

în oraşe, s-a observat faptul că la partea inferioară a insulelor de verdeaţă circulă un curent de aer descendent, care are tendinţa de a se opune domurilor de poluanţi ce tind să se formeze deasupra centrelor oraşelor supraîn­călzite; acest curent descendent are tendinţa de a precipita către sol praful în suspensie, care, în unele oraşe, atinge valori nepermise (50 tone praf/kmp/an, pentru un oraş ca Tokio, 100 tone la Londra, 300 la New-York).

1 5 9

P R O T E C T I A

Măsurătorile efectuate în diferite oraşe arata diferentele care există în componenţa unui litru de aer în diferite puncte:

i centru oraş i gara centrală i stradă fără arbori i stradă plantată i zonă de parc

184.000 particule 176.000 particule 115.000 particule

38.000 particule 31.000 particule

Astfel, asemenea unui gigantic filtru natu­ral, un hectar de pădure este capabil să extragă din atmosferă 401 praf/an; iar un ecran de verdeaţă de 50-100 m lăţime reduce la jumătate cantitatea de praf existentă în atmos­feră. Odată trimis către sol, praful se fixează

pe vegetaţie. Aceşti arbori sînt de fapt cei mai buni aliaţi în lupta împotriva prafului. Astfel, o simplă peluză reţine de circa 6 ori mai mult praf decît o suprafaţă goală; iar un arbore reţine de la 30-60 de ori mai mult. Bineînţeles, eficacitatea fixării prafului este în funcţie de speciile arborilor.

Performanţele copacilor nu se opresc aici, ei avînd şi o importantă acţiune bactericidă datorită secreţiei de substanţe apropiate antibioticelor (phytoncidelor).

Centrul oraşului Milton, Keynes, City Club aplică ideea integrării suprafeţelor plantate

în suprafeţele construite, oferind rezolvarea dezideratelor amintite anterior.

160

P R O T E C Ţ I A

în concluzie, vegetaţia, şi în special arborii, reîmprospătează, umidifică şi curăţă aerul de impurităţi. De aceea, ca eficacitatea lor să fie maximă, ar trebui plantaţi în locuri adecvate. Micul spaţiu verde pierdut printre blocuri, nu numai că nu ameliorează starea aerului, dar va acţiona ca un aspirator de praf, nefiind ast­fel potrivit, de exemplu, pentru joaca copiilor.

Oraşul ideal, după Roland Carbiner trebuie aerat prin intermediul unor benzi largi de verdeaţă ce traversează oraşul care, la rîndul său ar trebui să fie înconjurat de păduri, cum ar fi de exemplu cazul Vienei sau al oraşelor neerlandeze.

Studiul prezentat de Duviquet, Genei şi Caignault vine să întărească rolul important al vegetaţiei în balanţa energetică urbană, evi­denţiind că:

Totalul consumul de energie este funcţie de: • numărul de grade zile, • proporţia spaţiilor verzi, • izolarea termică (detalierea studiului a

fost făcută în cadrul capitolului "Protecţia clădirilor").

PROTECŢIA MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR. IMPACTURILE CLIMATERICE ALE ACTIVITĂŢILOR ENERGETICE

Impactul dezvoltare economică - echilibru ecologic ridică numeroase şi complexe pro­bleme, comune întregii omeniri. Procesele de industrializare, urbanizare, modernizarea agri­culturii (mecanizare, chimizare, irigaţii) au con­secinţe negative asupra mediului înconjurător.

Procesele de poluare ale factorilor de mediu (apă, aer, sol), de deteriorare a soiului şi vegetaţiei (pădurilor) cunosc aspecte îngri­jorătoare. Dar aşa cum remarcă de cercetători de la MASA, actualele reglementări legislative, pîrghiile economice şi administrative existente se dovedesc a fi insuficiente.

Din această cauză, nenumărate organisme internaţionale se preocupă de această proble­mă, prin desbateri şi analize, elaborînd studii cum ar fi: "Limitele creşterii" (grupul Meadows 1972), Raportul Mesarovici-Pestel - 1974, "Următorii 200 de ani" (grupul A.Kahn 1976),

"Intrînd în secolul XXI" (colectiv de specialişti de la Consiliul pentru Calitatea Mediului şi Departamentul de Stat de la Agenţia pentru protecţia mediului etc.), studiu întreprins de o comisie prezidată de Willy Brandt, "Nord-Sud-un program pentru reproiectare (1980), Ra­portul pentru anul 1987 al Comisiei Mondiale pentru Mediu şi Dezvoltare (creată în 1983 de Adunarea Generală O.N.U.), Raport intitulat "Viitorul nostru, al tuturor".Toate aceste or­ganisme abordează, printre celelalte proble­me majore ale omenirii, şi problemele legate de protecţia speciilor şi ecosistemelor, propu-nînd (de exemplu "Viitorul nostru, al tuturor") programe de protecţie a pădurilor tropicale şi dezvoltarea unei ample cooperări inter­naţionale în jurul acestor probleme, precum şi programe ce promovează surse noi de ener­gie, asigurarea protecţiei mediului, tehnologii nepoluante etc.

Energia şi clima interacţionează în moduri diferite. Produsele secundare ale conversiei energiei, cum sînt căldura reziduală şi bioxidul de carbon, pot influenţa clima. Dar, la rîndul său clima influenţează cererea de energie (schimbările de temperatură afectează nece­sităţile privind încălzirea şi răcirea) sau poate influenţa aprovizionarea cu energie, mai ales în ceea ce priveşte energia solară sau re­sursele regenerabile.

Impactului sistemelor energetice asupra climei i s-a acordat în ultima perioadă o atenţie din ce în ce mai mare, pe măsură ce s-a înţeles potenţialul omului de a modifica clima Pămîntului, pe măsură ce s-au îmbogăţit cu­noştinţele despre complexitatea şi sensibili­tatea sistemelor climaterice, precum şi odată cu observarea unor modificări locale şi regionale datorită poluării. De exemplu, aşa cum s-a constatat anterior, iarna, temperatu­rile din zonele urbane sînt în general cu 2-3 grade mai ridicate decît în zonele încon­jurătoare. Nivelurile crescute de bioxid de car­bon şi de particule din atmosferă, cuplate cu alte efecte asupra vîntului (legate de aportul de energie), formează ceaţa, care duce la scăderea cantităţii de radiaţie solară pe care ace.ste zone o primesc.

In mod asemănător, poluarea urbană şi industrială este considerată răspunzătoare în

161

P R O T E C Ţ I A

mare măsură de cantităţile de ploaie, ploaie acidă şi zăpadă, chiar la distanţă de mii de km.

Pînă în prezent, activităţile omului au avut ca efect numai modificări meteorologice locale şi regionale. Dar, în cazul în care combustibilii fosili vor continua să joace un rol important în sistemele energetice, ar putea să apară şi o problemă de amploare mondială, referitoare la nivelul crescut de bioxid de carbon din atmos­feră. Este ştiut faptul că, în atmosferă, canti­tatea de bioxid de carbon este în creştere şi că prin aşa numitul "efect de seră", poate afecta sistemul climei.

Examinarea diferitelor surse de energie (capitolul "Scenarii energetice") a arătat impli­caţiile pe care acestea le pot avea asupra climei.

Pentru cele trei opţiuni - cărbune, nuclear, solar - s-au considerat impacturile climatice posibile legate de:

• creşterea substanţială a concentraţiei atmosferice a bioxidului de carbon şi altor gaze şi particule;

• eliberarea pe scară largă a căldurii rezi­duale, mai ales cînd aceasta este concentrată pe anumite zone;

• modificările majore ale caracteristicilor suprafeţei pămîntuiui.

Pentru prima problemă, în cazul opţiunii "totul cărbune", creşterea temperaturii este de circa 4°C, fapt posibil în anul 2050; iar în cazul strategiilor nucleare sau solare creşterea tem­peraturii ar fi de numai 0,5°C. Trebuie men­ţionat că ridicarea temperaturii cu 4°C ar însemna (comparativ cu schimbările tempera­turii de-a lungul istoriei Pămîntuiui) topirea gheţii din regiunile polare, urmată de inun­darea majorităţii ţărmurilor.

Rezultatul studiilor pentru cea de-a doua problemă relevă faptul că degajarea căldurii reziduale nu este o problemă la scară mondi­ală şi că este puţin probabil ca ea să perturbe starea climei medii a globului, în condiţiile oricărui scenariu energetic.

Iar pentru cea de-a treia problemă, desigur, pot să apară modificări locale, regionale, dar la scara globului aceasta s-ar întîmpla numai în cazul unor modificări majore de climă (vezi prima problemă).

în mod special, amintim că problema opţi­unii solare a fost analizată în detaliu pe par­cursul capitolului "Sisteme energetice globale".

Urmărind legătura dintre opţiunile energeti­ce şi impactul climateric, următoarea întrebare care se pune ar fi: reducerea cerinţelor ener­getice va contribui la reducerea poluării, sau nu? în acest sens studiul l'AGHTM ajunge la concluzia că:

• în cele mai multe cazuri nu este o antino­mie între lupta contra poluării, gestionarea în mod economic a mijloacelor de producere a energiei şi politica de luptă contra risipei ener­giei. Aceasta nu înseamnă că lupta împotriva poluării nu necesită cheltuieli energetice, nu­mai că perfecţionarea metodelor de acţiune antrenează diminuarea, sau în unele cazuri chiar suprimarea consecinţelor energetice;

• de altfel, utilizarea în vederea producţiei de energie a produselor din ce în ce mai ela­borate, sau a noilor surse, merge deseori în sensul unei poluări unitare mai reduse (pentru societăţile viitoare, va fi înlocuirea carburan­ţilor fosili cu energia solară sau biotermică);

• exemplele oferite de perfecţionarea trata­mentelor apelor uzate sau a deşeurilor conduc la o autonomie energetică şi la excedente ce se pot valorifica (de exemplu, crearea lacurilor de agrement - adevărate stocaje energetice -din apele uzate tratate);

• integrarea, încă de la origine, în planul general de bază a diverselor reţele de fluide, ape curate, ape uzate, ape pluviale, gaz, elec­tricitate, încălzire, gunoaie şi căutarea posi­bilităţilor de grupare a acestora, sau crearea galeriilor tehnice;

• lupta împotriva risipei bunurilor materiale, a produselor, care va duce la diminuarea no­xelor, se asociază perfect cu lupta împotriva poluării, traducîndu-se de asemenea şi prin economiile de energie ce se pot face;

• valorificarea caloriilor pierdute în cen­tralele electrice constituie o temă comună, care, în cîţiva ani, va fi de mare importanţă şi care va conduce la economii substanţiale.

în concluzie, legătura dintre energie şi mediul înconjurător nu este o contradicţie, cum sîntem tentaţi să o credem. Acest subiect foarte complex trebuie examinat din punct de vedere universal, înglobînd toate ţările, fiecare

162

P R O T E C Ţ I A

t r a n s p o r t p r i n m r

E F E C T E L E P O L U Ă R I I A T M O S F E R I C E A S U P R A E C O S I S T E M U L U I

p r « o i p i t » V U a c i d » p r « c l p i t » ţ l l

SO*. * SOx r a a c ţ i * u s c a t ă

* —.__y , O B O K

t i c o r e - s l u m * S j

T i I L s B ţ « e d i f i c ă r i b i o l o g i c e p

a l e e h i a i e t « o l u l u i . a o d i f l o S r l

b i o l o g i c * ş i »!• c h i a l w i u l a î

P R O T E C Ţ I A

avînd caracterul său specific, precum şi toate genurile de activităţi umane. El implică totali­tatea lanţurilor energetice din momentul pro­ducerii, transportului, transformării, stocajului şi a distribuţiei pînă la consumatorul final.

Din examinarea constrîngerilor şi obiecti­velor mediului ambiant, în ceea ce priveşte strategiile energetice la toate nivelele de abor­dare, publice sau particulare, Congresul "Energie, besoins, espoires" - Cannes 1980, a relevat patru puncte majore:

• în cadrul industriilor energetice, protecţia mediului înconjurător trebuie să constituie de aici înainte o constrîngere la fel de importantă ca şi calitatea producţiei;

• de circa 20 de ani, lumea ştiinţei şi a energiei a făcut numeroase progrese în cunoaşterea fenomenelor şi stăpînirea tehni­cilor; dar a rămas loc şi pentru incertitudini şi opinii controversate, ceea ce face ca cercetării şi dezvoltării tehnologice să-i rămînă un cîmp deschis;

• din ce în ce mai mult se impune o dimen­siune internaţională şi aceasta din două motive: a efectelor transfrontiere şi a necesităţii de cooperare atît la nivelul definirii cît şi al aplicării soluţiilor; deşi ar părea simplu, acest deziderat este dificil de înfăptuit, judecînd prin prisma dificultăţii de elaborare a compromisurilor europene (referitor la emisi­unea de noxe datorată vehiculelor şi a marilor instalaţii de combustie);

• în acest domeniu, nu mai mult decît în altele, soluţiile nu sînt gratuite. Protecţia medi­ului cere anumite investiţii care, cîteodată sînt

în opoziţie cu alte constrîngeri la fel de impor­tante. De aceea, trebuie găsite compromisuri între astfel de exigenţe contradictorii, iar cos­turile ar trebui să fie integrate în preţuri. Aceste compromisuri nu au un caracter definitiv şi sînt dependente de exigenţa socială.

Aria domeniilor de aplicare a tehnicilor "curate" arată că acestea există, dar că va fi necesară urmărirea dezvoltării economice, pentru scăderea preţurilor (în special pentru tehnicile de combustie). în unele cazuri, obiec­tivele economice converg către obiectivele mediului înconjurător, aceasta în mod particu­lar în cazul deşeurilor sau la punerea în operă a noilor procedee industriale.

în concluzie, în ultimii ani au fost discutate şi analizate multe subiecte în ceea ce priveşte mediul înconjurător, conturîndu-se o nouă conştiinţă pe toate meridianele. în cursul viito­rilor ani apare necesitatea abordării celei de a doua etape, etapă care cere intensificarea acestor eforturi şi aplicarea coerentă din punct de vedere tehnic şi economic. Astfel, genera­ţiile viitoare vor fi capabile să suporte fără efor­turi preţul unei calităţi superioare a vieţii pe care ele şi-o doresc. Iar, în privinţa raporturilor între poluare şi energie, oraşul este un mijloc, în mod particular propice pentru studiu, pentru că fenomenele care se pun la nivel teritorial în cazul oraşului au o rată de creştere de circa 100 de ori mai mare, fapt pentru care concluzi­ile grupului l'AGHTIVI enumerate mai sus, îşi găsesc o perfectă justificare, mai ales în condiţiile unei economii energetice, atît de necesară.

164

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

gravură de Geams Lambeth

în capitolele precedente, determinarea căilor posibile de reducere a cerinţelor ener­getice a implicat direct cadrul urban - mediul construit şi amenajat. Dar, aşa cum arată Alexandru Sandu, nu se pot face intervenţii numai asupra unuia din termenii echilibrului general urban (în acest caz, cadrul urban), evitîndu-se astfel periclitarea acestuia.

De aceea, apare necesitatea intervenţiilor atît în planul spaţio-funcţional, la nivelul vieţii urbane, cît şi în planul spaţio-perceptiv (con-figurativ), la nivelul cadrului urban.

în ceea ce priveşte cele două planuri care sînt intercondiţionate, ambele necesită şi sînt producătoare de energie. Cumulul acestor probleme de natură energetică constituie bilanţul energetic.

în consecinţă, modificările ce intervin în cadrul elementelor morfologice urbane vor creea schimbări în cadrul bilanţului energetic.

Pentru ca această afirmaţie să aibă un rol pozitiv în practică, arată Virgil loanid, este absolut necesară "cuantificarea" elementelor morfologice, tendinţele lor de dezvoltare, mo­dul de raportare la aspectele energetice, de­finirea căilor practice de obţinere a modificării cadrului şi vieţii urbane, evaluarea impactelor energetice ale acestor modificări deliberate, limitele şi eventualele efecte negative, ca ur­mare a acestor intervenţii.

Avînd în vedere aspectul relaţiilor metaboli­ce existente între localităţi şi mediul înconju­rător, pentru analizarea corectă a problemelor din punct de vedere energetic, este necesară abordarea simultană, teritorială şi locală, a elementelor organismului urban.

Un interes deosebit îl prezintă analiza efec­tuată de urbanista americană Catherina Bauer Wurster, care s-a preocupat de procesele evo­lutive ale elementelor morfologice urbane. Ea porneşte de la situaţia reală a unor oraşe exis­tente şi descoperă patru tendinţe majore de dezvoltare:

• concentrarea: strîngerea laolaltă în nu­clee teritoriale dense, a populaţiei, locurilor de muncă, locuinţelor, reţelelor de transport şi serviciu, a infrastructurii tehnice aferente;

• dispersia: fenomen opus concentrării, prin care se răspîndesc pe teritorii întinse ace­leaşi funcţiuni de bază, enumerate mai sus;

• specializarea: preponderenţa accentu­ată a uneia din funcţiuni în raport cu celelalte, care fie că lipsesc complet, fie că sînt puţin reprezentate în comparaţie cu funcţiunea care determină specializarea;

• integrarea: existenţa, în anumite propor­ţii, a tuturor funcţiunilor sau a unei părţi impor­tante a acestora, aflate într-un proces conti­nuu de echilibrare şi omogenizare; integrarea constituie o evoluţie contrară specializării.

165

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

Aceste patru tendinţe grupate pe două axe, dispersie-concentrare şi specializare-inte-grare, creează un cîmp în care pot fi reprezen­tate grafic diferite tendinţe ale diferitelor arii teritoriale.

Rezultatele Catherinei Bauer Wurster sînt dezvoltate în continuare de David Gordon, care demonstrează existenţa a trei tipuri de dezvoltare a organismelor teritoriale. (63)

Din graficele ce pot determina (pe baza axelor dispersie-concentrare, specializare-integrare) eventualele tendinţe de evoluţie în timp a diverselor localităţi şi zone teritoriale, se pot extrage date cu ajutorul cărora se pot soluţiona diverse probleme, printre care şi cele legate de energie. Faptul că tendinţele localităţilor către concentrare, dispersie, spe­cializare şi integrare sînt corelate cu con­sumurile energetice, o arată practica curentă.

Insă problema importantă ce se pune este de fapt cuantificarea caracteristicilor de bază ale unei localităţi sau zone teritoriale. Mulţi autori abordează această problemă sub unghi­uri interesante de vedere, dar nu există pentru moment, nici unanimitate şi nici pretenţia de a se fi afirmat ultimul cuvînt.

în privinţa elementelor morfologice ale organismului urban, acestea pot fi caracteri­zate printr-o serie de parametri: (*3)

• suprafaţa şi delimitarea pe hărţi şi planuri; amplasarea geografică, relief, microclimat, servituti, puncte obligatorii de trecere (văi, poduri etc.);

• zonificarea existentă pe principalele funcţiuni economice şi sociale în raport cu modul de ocupare a terenului; agricultură, industrie, locuire, transporturi, dotări şi servicii, spaţii plantate, locuri de odihnă, recreaţie şi turism;

• trama de căi de comunicaţii; trama ruti­eră, trama sistemului de transport în comun (cale fixă, pneuri), trama sistemului de teleco­municaţii;

• amplasarea polilor de atracţie (centrelor de polarizare) pe teritoriu localităţii sau zonei; numărul şi specificul lor (grad de diversitate), forţa de atracţie;

• populaţia; structura acesteia şi ampla­sarea teritorială, numărul şi gradul de ocupare,

densitatea, structura pe grupe de vîrstă, nivelul mediu de venituri pe grupe principale, struc­tura profesională, spor natural şi migrator;

• locurile de muncă; structura acestora şi amplasarea teritorială, numărul şi tipurile prin­cipale de locuri de muncă în agricultură, indus­trie, servicii şi alte activităţi, densitatea lo­curilor de muncă pe categorii principale şi re­partiţia lor teritorială, nivelul tehnologic şi pe categorii, repartiţia teritorială;

• locuirea; densitatea de locuire şi re­partiţia ei teritorială, tipurile principale de lo­cuinţe, cu modul de ocupare a terenurilor (izo­late, grupate, colective), vechimea locuinţelor pe ponderi şi tipuri;

• transporturi; accesibilitatea populaţiei şi repartiţia ei teritorială, mobilitatea populaţiei şi repartiţia ei teritorială, izocronele de deplasare pentru muncă şi pentru principalele tipuri de dotări şi servicii curente, distanţele medii de deplasare pentru muncă, dotări şi servicii cu­rente;

• echiparea tehnico-edilitară: lungimea principalelor tipuri de reţele şi densitatea lor (alimentare cu apă, canalizare, termoficare, telefoane, colectarea deşeurilor menajere), consumuri specifice pe locuitor (apă, energie, combustibil, carburanţi);

• echiparea social-culturală şi serviciile; tipurile de dotări existente şi modul de am­plasare teritorială, valoarea prestărilor de ser­vicii pe ani şi locuitori.

Desigur, aceste grupări de parametri ce pot defini organismul urban nu sînt exhaustive, ele putînd fi completate cu alţi parametri sau in­dici reprezentînd alte caracteristici.

Deţinînd o bancă de date ce pot reprezenta cadrul şi viaţa urbană şi fiind acceptată ideea că fiecare organism urban determină con­sumuri diferite de energie, apare ideea creerii de noi organisme, mai puţin consumatoare de energie.

O serie întreagă de organisme naţionale, internaţionale, institute de cercetări, univer­sităţi se ocupă de aceste probleme. Astfel au fost concepute studii energetice pe baza ela­borării de scenarii de consumuri globale ener­getice. Pe baza mai multor variante luate în

166

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

consideraţie de diferitele studii elaborate în acest domeniu, au fost reţinute cinci scenarii de bază, apreciate ca realiste pentru con­sumurile de energie la nivelul anului 2000-2050:

1. extrapolarea creşterii medii a con­sumurilor de energie constatate înainte de 1973, pînă în anul 2000 (circa 3,5% pe an); acest scenariu se bazează pe înlocuirea trep­tată a petrolului cu cărbune şi utilizarea pe scară largă a energiei nucleare;

2. creşterea modestă (1,9% pe an) obţi­nută prin diversificarea resurselor energetice şi o participare relativ redusă a energiei nucleare. O politică consecventă de eliminare a risipei, permiţînd continuarea dezvoltării eco­nomice şi sociale pe baza aceloraşi resurse energetice, avînd aceleaşi proporţii;

3. plafonarea, după 1995, a posibilităţilor de creştere ulterioară a consumurilor de energie, preconizîndu-se utilizarea sporită a resurselor energetice recuperabile, adoptarea măsurilor eficace de economisire şi apariţia cerinţelor sporite pentru clădiri şi pentru indus­trie;

4. plafonarea, începînd din 1980, a posi­bilităţilor de creştere ulterioară a consumurilor de energie şi menţinerea acestora pînă în jurul anului 2005. Aceasta se poate realiza cu aju­torul resurselor energetice recuperabile, o tranziţie lentă şi fără dificultăţi, apărînd o re­ducere a consumului de energie pe locuitor şi o scădere a consumului în clădiri;

5. scădere treptată a consumurilor de energie faţă de 1973, la nivelul anului 2005, consumurile situîndu-se la circa 75% faţă de 1973. Pot apărea unele dificultăţi de apro­vizionare pentru anumite perioade.

Modificarea unuia sau mai multor elemente morfologice ale organismului urban poate con­tribui direct la adoptarea unui alt scenariu energetic, poate mai economic.

Pasul metodologic următor, constă în cioc­nirea celor cinci scenarii energetice cu cele patru tendinţe sau modele posibile ce decurg dintr-un proces de modificare a cadrului sau a vieţii urbane, acestea fiind diferit plasate faţă de axele concentrare-dispersare, integrare-specializare. (*2)

Din tabelul care urmează reiese că soluţia cea mai raţională, sub aspect energetic, cel puţin pentru perioada următorilor 20 de ani, ar fi orientarea spre integrare a organismelor teri­toriale. Aceasta ar presupune o distribuţie geografică raţională a consumului de energie, o creştere a ponderii energiei recuperabile, o diminuare a ponderii combustibililor fosili etc; de altfel, concluzii ce reies din analize, studii şi cercetări efectuate în alte domenii conduc spre astfel de orientări ce presupun integrarea descentralizare, autoconducere, autogestiu-ne, combaterea gigantismului, găsirea şi uti­lizarea soluţiilor ecologice.

Trecerea la activităţi practice de imple­mentare a acestor orientări avantajoase, în general, şi energetic, în particular, necesită un mare efort de creativitate pentru a găsi soluţiile legate de realităţile specifice fiecărei ţări şi regiuni în parte.

Datorită inerţiei mari a organismelor teritori­ale existente (caracteristica mediului material construit), soluţiile preconizate să influenţeze şi să modifice, pot necesita timp îndelungat pînă la apariţia rezultatelor scontate; cu cît structurile existente sînt mai bine conturate cu atît inerţia de schimbare este mai mare; jocul

Energia necesară în anul 2000, pentru principalele folosinţe, pentru cinci scenarii,

(după V. loanid)

FOLOSINŢELE PRINCIPALE BAZĂ DE COMPARAŢIE SCENARII

1 2 3 4 5

Clădlri+transporturi 100 192,3 125,3 97,8 79,8 65,2

Total (ciădiri+transporturi+industrie) 100 247,0 164,5 125,0 100,0 75,0

1 6 7

Ş_C E N A R I I E N E R G E T I C E

dialecticii dezvoltării permite însă să apară unele avantaje, cu cît o zonă este mai slab dezvoltată, cu atît inerţia de schimbare este mai mică şi rezultatele se pot afirma mai repede.

Pentru această perioadă de tranziţie, deşi există unele incertitudini şi decalaje între diferitele zone geografice şi ţări, se pot aprecia ca realiste patru opţiuni de bază cu referire la sursele energetice utilizabile şi la impactul soluţiilor adoptate asupra localităţilor:

1. continuitate faţă de situaţia existentă, minimum de schimbări şi o perfectă gos­podărire a existentului;

2. accent puternic pus pe varianta elec-tro-nucleară;

3. accent puternic pus pe varianta nenu­cleară, a resurselor neconvenţionale;

4. tranziţie cu două etape.

în funcţie de diferitele opţiuni energetice asupra sistematizării şi dezvoltării localităţilor apar anumite consecinţe evidenţiate în tabelul următor:

......

T E N D I N Ţ E - M O D E L E S C E N A R I I E N E R G E T I C E

. I 1 2 3 4 5 III Iţ/IILrCItil

majore

1-Extrapolarea situaţiei prezente da da discu- probab I nu cont inuă r is ipa

dispersie generală da

(+) nu nu

( - ) nu nu sporeşte risipa

superconcentrare (++) tabil nu

( - ) nu

(--) nu dif ic i l de

integrarea avansată (+) (+) da

(++) da

(+++) « •ea mai realista

soluţ ie

. Aparat care folosea energia solară inven t a t de Auguste Mouchot în anui I o / o .

168

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

11.2. SISTEM ENERGETIC GLOBAL BAZAT PE ENERGIA SOLARĂ

/yrK

Proiect pentru un oraş solar, arh. Guy Rottier

Titluri ca "Viitorul nostru, al tuturor" sau "Starea lumii" sînt titlurile unor rapoarte - re­zultate ale unor ample consultări, documentări şi dezbateri publice organizate pe cele cinci continente - rezultate ale unor organisme mondiale, cum ar fi Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare, sau Worldwatch Institute, Institutul Internaţional de Analiză a Sistemelor Aplicate (IIASA), care abordează problemele populaţiei, securităţii alimentare, dispariţiei speciilor şi resurselor genetice, energiei, in­dustriei şi aşezărilor omeneşti, probleme con­siderate într-o strînsă interdependenţă.

"Energia susţine societăţile moderne" - afir­ma cercetătorul american W.Chandler- "ea nu numai că reduce disconfortul şi face dintr-un climat neospitalier locuibil, dar substituie resursele limitate pe care le are omenirea. Energia ne permite să înlocuim cuprul cu alu­miniul, lemnul cu fierul, timpul cu viteza. Ea a fost definitiv adoptată de către economişti cu un rol de neînlocuit în ecuaţiile funcţiilor lor de producţie, care mai includ forţa de muncă, ca­pitalul şi alţi factori în combinaţii adecvate. Ineficienta utilizării energiei poate conduce la deteriorarea statutului de independenţă şi autosusţinere a unei societăţi. în cel mai rău caz, poluanţii rezultaţi din utilizarea neeficientă

a energiei poate face nelocuibilă o întreagă zonă geografică.

Practic, se poate afirma că nu există studii privind problemele globale ale omenirii care să nu analizeze distinct energia şi implicaţiile ei.

Această problemă este definită de tensiu­nile politice şi economice provocate de dis­ponibilitatea şi preţul petrolului şi de caracterul limitat al substituirii cu alţi combustibili, din cauza restrîngerilor ambientale. Chiar dacă nu ar fi existat acum problema petrolului, mai de­vreme sau mai tîrziu lumea ar fi ajuns să fie confruntată cu natura finită a principalilor com­bustibili fosili folosiţi astăzi. Petrolul şi gazele naturale sînt finite, uraniu natural de calitate utilizabilă pentru producerea energiei nucleare de astăzi este şi el finit. Cu cît utilizăm mai mult aceşti combustibili, cu atît ne apropiem de insuficienţa surselor, sau, mai exact, de con­statarea că sursele rămase sînt prea costisitor de exploatat. Lumea trebuie să facă faţă nu numai unei probleme a petrolului, nu numai problemelor cererii în continuă creştere, ci şi problemelor înlocuirii surselor de energie uti­lizate în prezent, cu unele cu adevărat infinite. Problema energiei nu poate fi împărţită în ele­mente individuale care îşi reclamă rezolvarea, afirmă grupul de cercetători de la IIASA: mai

1 6 9

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

curînd, problema o constituie tiparul global al sistemului energiei. Pe această bază trebuie considerate următoarele elemente: (*1)

• dimensiunea absolută a cererii de energie;

• rata creşterii anuale a cererii de energie; • alocarea resurselor globului diferitelor

ţări; • trăsături ale comerţului mondial de

energie;

• ratele de construire a facilităţilor tehnice de furnizare a energiei;

• ratele inovaţiei; • volumul absolut al resurselor; • dimensiunile absolute ale impacturilor

ambientale şi ecologice; • acceptarea la nivel social şi politic a

schimbărilor tehnice şi economice; • relaţia dintre problemele şi politicile

energiei şi problemele sociale mai generale. Studiul făcut de MASA a urmărit o nouă

modalitate de a privi problema energiei - cea mai completă şi nouă modalitate - care să aşeze cele 10 elemente ale problemei, enu­merate mai sus, într-un nou tipar. Abordarea adoptată a fost multidimensională şi sistemică, în care fiecare element a fost interconectat cu celălalt.

Au fost elaborate două scenarii "superior" şi "inferior" ca un mijloc de a acoperi evoluţiile posibile ale sistemelor mondiale ale energiei, în următorii 50 de ani. Aşa cum au fost prezen­tate, ele întrevăd următoarea situaţie:

• producţia de petrol va creşte de 2,9 - 5,3 ori în următorii 55 de ani;

• producţia de gaze naturale de 2,3 - 4 ori; • energia nucleară va contribui (în scenari­

ul superior) cu aproximativ 23% energie pri­mară (faţă de 1% în 1975);

• energia solară şi celelalte resurse reînoibile par să nu se apropie de potenţialele lor în următoarele cinci decenii.

Din această analiză rezultatele se eviden­ţiază în trei opţiuni energetice globale pe ter­men lung:

• opţiunea cărbunelui; • opţiunea nucleară; • opţiunea solară. Pentru prima opţiune, IIASA ajunge la con­

cluzia că această resursă importantă trebuie

folosită cu prudenţă datorită implicaţiilor ambi­entale. După părerea lor, funcţia cărbunelui va fi o funcţie strategică, de a acoperi lipsa de combustibil lichid, creată de trecerea de la pe­trolul şi gazele naturale curate la cele murdare şi, în cele din urmă, la combustibili nefosili.

Pentru cea de a doua opţiune - cea nu­cleară - colectivul IIASA ajunge la concluzia că energia nucleară nu este numai un înlocuitor al vechilor centrale care ard căr­bune, ci şi o sursă de energie practic infinită. Energia nucleară ar putea furniza cantităţi foarte mari de energie pentru perioade de timp confortabile şi cu mult peste valorile actuale la îndemîna indivizilor şi societăţii. Chiar pentru perioada actuală pînă în anul 2030, energia nucleară ar putea furniza cantităţi mari de energie fără a fi necesare tehnologii noi.

Pentru cea de a treia opţiune - opţiunea solară - studiul de faţă va analiza mai în deta­liu problema subiacentă.

întrebarea care se pune este dacă Soarele poate să constituie răspunsul la problema energiei, dacă el ar putea să asigure toată energia necesară unei lumi în continuă creştere.

Se ştie că în materie de energie există opţiuni globale şi opţiuni pe plan local. Energia solară, în mod particular, este caracterizată de cele două aspecte global şi local, sau în ter­meni consacraţi: "hard" şi "soft" - consideraţi în general ca antagonişti. Studiile făcute de IIASA consideră şi pun în discuţie cazurile în care aspectul hard al energiei solare este privit ca un complement al energiei solare soft şi nicidecum o contradicţie.

O opţiune solară hard întrevede posibili­tatea ca lumina solară - energia solară hard centralizată - să constituie în cele din urmă sursa primară pentru întreaga lume în mod continuu şi permanent, la o scară considerată în generai posibilă numai recurgînd la fisiune şi fuziune, via reactorul regenerator rapid. La aceasta s-ar putea ajunge printr-o reţea glo­bală de facilităţi de conversie solară, cuplată cu sisteme corespunzătoare de transport şi stocare a energiei. Acest lucru apare a fi posi­bil în cadrul unor constrîngeri acceptabile în ceea ce priveşte timpul de rentabilizare, in­vestiţiile şi suprafeţele de teren corespun-

170

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

zătoare disponibile. Consecinţele ambientale şi sociale nu sînt neglijabile, chiar dacă ele apar a fi mai puţin problematice decît cele aso­ciate alternativelor fisiunii sau fuziunii des­făşurate la aceeaşi scară.

Energia solară soft - locală, este formată din sursele de energie regenerabile, majori­tatea acestora provenind în ultimă instanţă de la Soare. Componenta soft cuprinde:

• energia directă a soarelui, circa 178.000 TWan/an;

• conţinutul energetic al biomasei 100 TWan/an;

• energia cursurilor de apă 5 TWan/an; • energia vînturilor şi valurilor

370 TWan/an; • energia geotermală 35 TWan/an; • energia mişcării planetare 3 TWan/an. (toate acestea, în comparaţie cu necesi­

tatea globală de energie a omenirii de 50 TWan/an pentru anul 2030 - (în cazul unui sce­nariu superior). (1TW=1012W)

ARHITECTURA UNUI SISTEM GLOBAL

Pentru ca lumina soarelui să reprezinte o sursă primară de energie pentru civilizaţie, va fi necesar ca, prin intermediul stocării şi trans­portului energiei, să se decupleze această sursă în spaţiu şi timp de tiparele cererii de energie. Aceasta ar necesita sisteme de energie integrate, cu un spectru de dimensi­uni întinzîndu-se de la sisteme solare domes­tice individuale de încălzire a apei, pînă la o reţea globală de combustibil solar. Un sistem sau o reţea de sisteme, care utilizează lumina soarelui pentru a furniza căldura, electricitatea şi combustibili necesari pentru întreaga lume, ar ajunge să fie extinsă în cele din urmă la scară globală şi tehnologică complexă şi ar prezenta o densitate regională enormă, în ceea ce priveşte evoluţia şi caracteristicile.

Acest sistem global ar avea următoarele caracteristici:

• utilizarea locală a căldurii generate cu metode solare pentru încălzirea spaţiului de locuit, încălzirea apei sau prin procese indus­triale, acolo unde acest lucru este potrivit din punct de vedere economic şi logic;

• utilizarea locală şi regională a unităţilor

pe scară mică de generare solară a energiei mecanice, a electricităţii şi combustibililor, în special în ţările în curs de dezvoltare;

• centrale electrice solare de diferite dimensiuni, localizate în întreaga lume, în spe­cial în zonele însorite, interconectate prin mari sisteme integrate de distribuţie a electricităţii pe distanţe de multe mii de kilometri;

• staţii solare de generare a combustibililor, în special în regiunile însorite, interconectate la scară globală prin conducte şi pentru cîteva cazuri ca Japonia - prin tancuri de combustibili criogenice sau de combustibili lichizi.

Deşi la prima vedere - desigur, nu pentru etapa actuală - acest sistem este viabil, este totuşi necesară urmărirea problemelor care apar, probleme valabile, care se pun şi în cazul celorlalte opţiuni.

PROBLEMA TERENURILOR

Scara utilizării energiei în viitor, chiar în condiţiile celei mai modeste strategii şi folosind cele mai eficiente tehnologii solare, ar necesi­ta suprafeţe de teren importante. Totuşi, în ciuda presiunilor reprezentate de cererile mereu crescînde de hrană şi urbanizare, nevoia de păduri şi menţinerea diversităţii eco­logice, regiunile aride, însorite, deşertice ale globului vor rămîne, în esenţă, nefolosite şi potenţial disponibile pentru o utilizare pe scară largă.

Colectivul IIASA demonstrează în studiile sale, cu ajutorul unor analize de detaliu, pentru S.U.A. şi Europa, că problema terenurilor nu constituie un inconvenient (analiza de detaliu făcută de Korzen - IIASA, în 1979 - pentru Austria, ţară europeană industrializată şi dens populată.

într-o perspectivă globală, analizată de acelaşi colectiv, se arată că regiunile neculti­vate, deşertice şi muntoase ale lumii, exclusiv insulele nelocuite şi zonele polare, însumează 62 milioane kilometri pătraţi (Doxiadis şi Papaioannou, 1974). Se presupune că 20 mil­ioane de kilometri pătraţi din aceste suprafeţe pot fi considerate terenuri necuitivate aride, însorite, disponibile pentru sisteme solare cen­tralizate. Apoi, în concordanţă cu procentul stabilit în studiul pentru Austria, se consideră

171

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

STAŢIE SATELIT SOLARĂ DE ENERGIE

ELECTRICĂ (SSPS)

Colectorul solar plasat pe o orbită staţionară a fost pro­pus de Peter E. Glaser Plasată la 23300 mile dea­supra ecuatorului staţia rămînăe fixă în raport cu o staţie receptoare de pe sol; un panou interceptează ener­gia solară radiantă; celule solare convertesc această energie în energie electică, care la rîndul ei este conver­tită în fascicule de m-icrounde de înaltă frecvenţă, care apoi sînt transmise pe pămînt; aici sînt reconvertite în energie electrică, într-o cantitate sufi­cientă pentru a satisface necesarul oraşului New-York; antena receptoare, în acest caz, ar trebui să aibă o suprafaţă de 6 ori mai mare decît suprafaţa ocupată de o centrală electrică cu cărbune sau de 20 de ori mai mare decît o centrală nucleară.

1- colector solar 2- celule solare 3- oglinzi 4- linie de transmisie 5- staţie de control 6- fascicol de microunde

un procent de 5%, ca estimare a terenurilor cu potenţial de utilizare a energiei solare. Rezultatul este de un milion kilometrii pătraţi, care cu o densitate de generare a energiei electrice de 20W pe metru pătrat, această suprafaţă ar corespunde unei producţii de energie de 20TW.

O altă estimare a terenurilor potenţial necul­tivate, însorite, exclusiv regiunile nisipoase şi cele slab utilizate pentru păşunat, se ridică la 4,3 milioane kilometri pătraţi. Dacă s-ar include şi alte regiuni, s-ar ajunge la 10 milioane kilo­metri pătraţi.

Din cele expuse mai sus rezultă că proble­ma terenurilor nu constituie o constrîngere în vederea utilizării energiei solare.

PROBLEMA TEHNOLOGIILOR

Dezvoltarea majorităţii tehnologiilor solare potenţial importante se află abia la început, iar activităţile actuale pun accentul pe tehnologiile hard complexe, deoarece sînt cele mai apropi­ate de celelalte capacităţi industriale şi ingi­nereşti cunoscute.

172

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

Cercetarea fundamentală deschide posi­bilităţi noi, îndeosebi în procesele de conversie cu semiconductoare şi fotobiochimică (vezi capitolul despre heliotehnică). Dar judecînd din punct de vedere economic, este foarte difi­cil, deoarece este nevoie de un secol pentru ca un amestec de tehnologii solare să ajungă să aibă un impact semnificativ asupra utilizării energiei. Comparaţia între o tehnologie costisi­toare, în curs de apariţie, şi una ieftină, dar în curs de dispariţie (petrolul şi gazele), este nepotrivită; aspectele economice ale tehnologiilor solare ar trebui comparate cu cele ale altor surse de energie ce vor fi de aseme­nea disponibile pe scară largă şi în aceeaşi perioadă de timp - de exemplu fuziunea şi reactorul regenerator rapid.

PROBLEMA MATERIALELOR

Construirea şi funcţionarea facilităţilor solare utilizate la un nivel de mai mulţi TW vor avea ca rezultat un necesar de materiale destul de substanţial:

O evaloare aproximativă a acestui necesar se poate face considerînd în primul rînd că toate sistemele energetice solare trebuie să fie extensive, în scopul de a converti radiaţia inci­denţă în alte forme de energie; în ai doilea rînd, deoarece aceste sisteme trebuie să funcţioneze într-o mare diversitate de medii naturale, ele trebuie să aibă de asemenea o suficientă stabilitate structurală, pentru a li se asigura funcţionarea şi supravieţuirea în

suprafaţă densitate netă de materiale

oglinzi 10 km.p. material necesare 10 t/an

TWan/an kg/m.p. TWan/an

CENTRALE SOLARE TERMICE MATERIALE DE OŢEL ÎN HELIOSTATE

ELECTROLIZĂ 0,0129 50 645 TERMOCHIMICE 0,0048 30 144

TOTAL MATERIALE: ELECTROLIZĂ 0,0129 390 5030

TERMOCHIMICE 0,0048 390 1870 FOTOVOLTAICE:

CENTRALIZATE 0,035 10 350 PE ACOPERIŞURI 0,0538 5 269

1 7 3

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

condiţii ocazionale extreme ca şi în condiţii ambientale de rutină. Din aceasta, rezultă o densitate de masă mare pe unitatea de suprafaţă. Densitatea minimă a unui sistem care să suporte condiţiile climaterice timp de decenii, este probabil de cel puţin 10 kg/mp. Prototipurile de heliostate americane cîn-tăresc aproximativ 50 kg/mp, excluzînd sticla şi betonul, care însumează 155 kg/mp; ultimile cercetări de proiecte pentru heliostate le are firma Boeing, cu recordul de 30 kg/mp pentru oţel şi sticlă, şi cu un necesar de beton similar.

Astfel, pentru a atinge o contribuţie solară totală de 35TWan/an după 100 de ani, ar fi necesară o rată de creştere de 0,35TWan/an a energiei solare, ceea ce ar necesita 640x10 6

t/an pentru sistemul solar de producere termo­chimică a hidrogenului - însumînd 65x106 t/an oţel, 20x10 6 t/an sticlă şi restul beton, ceea ce ar fi substanţial.

Cantitatea relativă de materiale de con­strucţie necesare pentru producerea electrici­tăţii termice solare este evident de multe ori mai mare decît cea necesară pentru centralele cu cărbune sau nucleare. Pentru oţel, raportul este de 12/1 (solar-cărbune) şi de 17/1 (solar - reactor apă uşoară). O centrală solară nece­sită de 60 de ori mai mult beton decît una nucleară. Se observă, deci, că, deşi com­bustibilul solar este gratuit, transformarea lui într-un purtător de energie secundară de tipul electricităţii sau hidrogenului necesită in­vestiţii de materiale pe scară largă, astfel pro­babil că limitarea cea mai importantă în edifi­carea unui sistem energetic solar la scară mondială o vor constitui cerinţele privind mate­rialele; deci, problema va fi a investiţiilor ce tre­buie alocate.

P R O B L E M A S T O C Ă R I I Şl A T R A N S P O R T U R I L O R

Preţul energiei obţinute cu tehnologii solare ar fi aproximativ invers proporţional cu mă­rimea insolaţiei disponibile. Pentru tehnologii cu conversie directă, aceasta înseamnă că producţia de energie secundară cea mai puţin costisitoare s-ar obţine în regiunile cele mai însorite. Pentru utilizările centralizate ale aces­tor tehnologii (electricitate termo-solară, pro­

ducerea hidrogenului prin procedeul ter-mo-chimic solar), care răspund numai la fascicolul direct de lumină solară, amplasarea în regiu­nile aride ar fi esenţială.

Este de aşteptat ca, în viitorul imediat, elec­tricitatea să poată fi transmisă la cîteva mii de kilometrii cu pierderi mici, prin transmiterea tensiunii înalte în curent continuu, permiţînd astfel legarea centralelor energetice solare dispersate geografic în reţele electrice inte­grate mai mari. Această integrare de sistem a capacităţii solare de generare poate mări sub­stanţial fiabilitatea unităţilor solare în raport cu orice amplasare specifică. întreaga Europă se află în limitele de distanţă de transmisie a înal­tei tensiuni de ţări ca: Portugalia, Spania, Turcia; de asemenea, în viitorul apropiat ca­blurile submarine din Africa de Nord ar putea transporta electricitatea solară în Europa.

Totuşi, progresele obţinute de tehnologiile de stocare centralizate, împreună cu practica extensivă a nivelării încărcării (prin utilizarea tehnicilor de stocare dispersată) ar trebui reali­zate mai înainte ca electricitatea solară să poată suporta grosul încărcării de bază şi intermediare. în prezent, doar cîteva ţări europene (Austria, Franţa, Italia şi Elveţia) dis­pun de unele facilităţi de hidrostocare se­zonieră, care le-ar putea permite într-un viitor apropiat introducerea etapelor incipiente ale opţiunii solar - electrice.

în orice caz, se poate afirma cu certitudine că hidrostocarea poate reprezenta doar o etapă intermediară în edificarea unui sistem energetic solar hard, pe scară largă. în cele din urmă trebuie introdusă stocarea energiei chim­ice sau dezvoltarea tehnicilor ce decurg din răcirea metalelor la temperaturi ce tind către zero absolut (premiul Nobel în fizică 1988). Generarea pe scară largă a hidrogenului şi combustibililor lichizi, transportul energiei la distanţe mari şi stocarea sezonieră a ener-giei ar permite separarea completă a surselor solare de nevoile de energie. Combustibili li­chizi, cum ar fi metanolul ar putea fi produşi prin combinarea hidrogenului cu carbonul din cărbune, sau direct din atmosferă sau ocean. Hidrogenul ar putea fi transportat chiar şi la distanţe continentale de ordinul a 5.000 km sau mai mult, cu tehnologii bazate pe sisteme

174

de conducte deja disponibile sau care pot fi dezvoltate. Cu excepţia Japoniei, care trebuie deservită cu combustibili lichizi, cu ajutorul tan­curilor maritime, practic, întreaga lume se încadrează în distanţele de transport de 1500 km (conducte pentru hidrogen), faţă de regiu­nile întinse cu terenuri aride însorite.

Deci, în ultimă instanţă, se poate afirma că problema transportului şi a stocării nu constitu­ie o piedică în utilizarea globală, pe scară largă a energiei solare hard.

P R O B L E M A P E N E T R Ă R I I P I E Ţ E I

Ratele de penetrare a opţiunilor energiei solare vor depinde de situaţiile competitive ale tuturor surselor de energie; estimările de cos­turi sînt nesigure pentru potenţialele cele mai semnificative al opţiunilor solare şi limitează procedurile ce pot fi utilizate pentru determina­rea ratelor de penetrare a pieţei de către ener­gia solară. în plus, există puternice motive să credem că estimările actuale ale preţurilor şi costurilor vor scădea în viitor, în unele cazuri, vertiginos (exemplul energiei fotovoltaice).

IIASA face un calcul estimativ al ratei potenţiale de penetrare în situaţia în care tehnologiile solare, termice şi electrice, pre­cum şi ale combustibililor sînt direct competi­tive cu alte surse de energie secundară şi acceptabile, din punct de vedere social, ambi­ental şi politic.

De exemplu: ipoteza unei ponderi de 1% pe piaţă pentru energia solară, în anul 2000, con­duce la o pondere de 6% în anul 2030. Exogen faţă de tehnica penetrării pieţei este nivelul absolut al utilizării energiei primare totale. Considerînd cifra de 36 TWan/an pentru 2030, se ajunge la o producţie de energie solară de 2,2 TWan/an; sau aiegînd cifra de 22 TWan/an, pentru anul 2030, rezultă 1,3 TWan/an energie solară.

Multe grupuri de cercetători susţin însă că, beneficiind de stimulente corespunzătoare din partea guvernelor, rata penetrării pieţei de către tehnologiile solare ar putea fi mult mai mare decît aceea sugerată de aplicarea raţiilor de penetrare istorică ale altor surse de energie.

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

în concluzie, se poate afirma că s-ar putea să dureze o bună parte dintr-un secol pentru a se face tranziţia la forme de energie abun­dente; dacă această tranziţie s-ar putea face într-un timp mai scurt, energia solară ar avea un viitor promiţător.

P R O B L E M A I M P A C T U R I L O R A M B I E N T A L E Ş l C L I M A T E R I C E

Consecinţele potenţiale, atît ambientale cît şi climatice ale desfăşurării unui sistem ener­getic global, trebuie să ne preocupe în mod deosebit, afirmă grupul de cercetători IIASA conduşi de Prof. Hafele. Din experienţa în domeniul fisiunii, se ştie că, la începutul peri­oadei de dezvoltare tehnologică, adesea, aspectele pe scară largă ale unei tehnologii nu sînt examinate temeinic (sau nu sînt nici mă­car percepute). Numai după începerea acti­vităţii pe scară largă asemenea considerente devin vizibile şi importante.

Cu toate că sistemele de conversie a energiei solare sînt relativ benigne, ele nu vor face excepţie de la regula că utilizarea pe scară largă a oricărei tehnologii noi implică consecinţe neaşteptate şi adesea nedorite.

Davidson şi Grether, studiind această pro­blemă, afirmă că, în medie, deversarea adi­ţională de deşeuri va fi neglijabilă, în compa­raţie cu impactul total al tuturor activităţilor din economie.

Alt studiu estimează că efectele, ţinînd seama de sănătate, asupra ciclului vieţii ale unei centrale electrice solare, sînt cu două ordine de mărime mai scăzute decît cele ale unei centrale electrice cu cărbune curat.

O altă preocupare este legată de impac­turile ce se pot imagina, asupra climei, deoarece atunci cînd considerăm acoperirea pînă la un milion kmp de teren însorit, cu dis­pozitive de conversie solară, apar posibilităţi pentru modificări climatice, după cum afirmă Williams, Kromer şi Weingart. Aceste modi­ficări, în ceea ce priveşte energia solară hard, vor apare la scară regională şi vor afecta balanţa de căldură de la suprafaţă, rugozitatea terenului şi caracteristicile hidrologice. Studiile în acest sens vizează utilizarea energiei solare bazată pe conversia solară termoelectrică şi

1 7 5

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

pe aplicaţiile fotovoltaice. Sistemele solare localizate pe satelit sînt considerate ca fiind o posibilitate foarte îndepărtată şi, de aceea, im­pacturile lor climatice nu au fost studiate. Alte sisteme de conversie care vizează energia solară soft, folosite local în situaţii favorabile (afirmă grupul IIASA), nu se aşteaptă să con­tribuie mult la necesarul mondial de energie şi de aceea, nu li se atribuie impactul climateric la nivel mondial.

Este probabil ca efectele politice să fie cele mai importante; în timp ce reactoarele regene­ratoare rapide permit, în principiu, ţărilor să ajungă în cele din urmă la o completă inde­pendentă energetică, aprovizionarea lumii cu energie solară ar reclama o cooperare interna­ţională extensivă, - probabil fără precedent - şi un potenţial substanţial pentru dezvoltare şi creştere în multe regiuni sărace, dar însorite. Spre exemplificare, oferim un exemplu care ar sugera posibilitatea aprovizionării unui teritoriu cu energie solară: Scandinavia ar putea fi aprovizionată printr-un sistem integrat, incor-porînd mari cantităţi de combustibil din bio-masa din Suedia şi Finlanda, electricitate eoliană şi combustibil din Danemarca, hidro-electricitate şi combustibil din Norvegia şi Suedia; necesarul de energie pentru în­călzirea apei şi a spaţiilor de locuit, care în

prezent reprezintă circa jumătate din nece­sarul total de energie al regiunii, ar putea fi redus prin aplicarea de măsuri mai eficiente de conservare a energiei, proiecte de instalaţii solare pasive şi procedee solare active de încălzire.

Deci, din exploatarea energiei solare hard, s-a văzut că cerinţele materiale şi investiţiile de capital necesare sînt prea mari pentru a putea permite ca opţiunea solară să reprezinte o sursă mondială majoră de energie înainte de 2030. De asemenea, din analizele cantitative reiese faptul că puterea instalaţiilor energetice solare va fi neglijabilă în anul 2030 şi că nu va atinge niveluri substanţiale decît după acest an.

Ceea ce rămîne este versiunea soft - utili­zările locale ale energiei solare. Deşi se con­sideră că această sursă prezintă o importanţă locală demnă de luat în seamă, la scară mon­dială, contribuţia ei va fi limitată. De exemplu, suprafaţa totală de acoperiş pe locuitor s-ar putea ridica la 40 mp, dar, în medie, doar un sfert din această suprafaţă ar fi potrivită pentru colectarea energiei solare (numai în vizi-unea solarului activ). Cu 40 mp energie solară efec­tivă, captată în domeniul temperaturilor scăzute, s-ar putea obţine 400 W pe locuitor, sau un total de 3,2 TW an/an pentru 8 miliarde de locuitori. Calculul nu ia în consideraţie prob­leme cum ar fi cele privind stocarea, la temper­atură scăzută, costurile sau condiţiile locale

176

speciale. Aceste argumente sînt suficiente pentru a trage concluzia că energia solară soft nu satisface volumul cererii mondiale de energie; se dovedeşte că ea aduce o contribuţie valoroasă, dar limitată. Calculele făcute de IIASA (cu ajutorul metodei scenari­ilor) arată că poate fi vorba de o contribuţie de 0,5 TW an/an.

Deşi pare mică această contribuţie este sin­gura existentă la îndemîna tuturor tehnicilor actuale care trebuie fructificată. De altfel, studiile de specialitate recente insistă în spe­cial pentru opţiunile energetice soft, ca primă urgenţă. Astfel, putem exemplifica:

• Harward Business School, a binecunos­cutei Universităţi Harward, publică raportul inti­tulat Energy Future, apreciat ca fiind un studiu lucid şi cuprinzător asupra situaţiei actuale şi de perspectivă energetică în S.U.A. Autorii prezintă argumente justificate economic privind necesitatea promovării unei politici de conservare a energiei, de promovare a surselor noi de energie, pentru a crea în final un program energetic echilibrat; (*4)

• Raportul asupra strategiilor alternative în domeniul energiei, publicat de Massachusetts Institute of Technology, relevă necesitatea po­liticilor de conservare energetică alături de ipotezele de creştere economică ale diver­selor economii naţionale; (*5)

• Teza lui Amory Lowins (consultant în problemele energiei) despre necesitatea descentralizării teritoriale şi, implicit, a celei energetice; el susţine că "tehnologiile hard, în esenţă opţiuni posibile ale unor monoculturi energetice, sînt puţine la număr şi cu tendinţă de limitare a pluralismului tehnologic, orientate spre producerea centralizată de energie în grupuri cu puteri unitare mari şi urmăresc ge­nerarea de energie secundară de calitate superioară, în general, de electricitate şi fluide combustibile, indiferent de nevoile reale ale consumatorilor; au un grad însemnat de com­plicaţie tehnologică, ceea ce angajează investiţii capitale şi aparat funcţional mare; sînt, cel puţin în prezent, legate mai ales de sursa de energie primară epuizabilă şi polu­antă", în continuare, Lowins susţine că "afir­marea tehnologiilor soft ar putea fi unul din rezultatele sociale ale revoluţiei tehnico-

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

ştiinţifice, care democratizează şi desacral-izează ştiinţa şi tehnica, punîndu-le la înde­mîna maselor din ce în ce mai instruite, mai chibzuite, mai dispuse să-şi rezolve local, cu forţe proprii, cu mijloace potrivite, necesităţile, evitînd grandoarea tehnică şi risipa asociată acestuia".

în final, Lowins afirmă că "tehnologiile soft ne oferă descentralizare, mai multă securitate şi prosperitate".

Dincolo de asemenea aprecieri radicale, deosebirea care se poate face între tehnologi­ile energetice hard şi cele soft pare să aibă unele elemente de sprijin în realitate.

Astfel, într-o ţară industrializată şi dez­voltată economic ca Germania, trei sferturi din utilizările finale ale energiei sînt sub formă de căldură, iar din această jumătate este căldură sub 100°C. Numai 18% din necesităţile finale se exprimă în combustibil fluid şi numai 7% ca energie electrică. Se poate pune, deci, între­barea dacă marile necesităţi de căldură cu parametri modeşti nu pot fi obţinute cu ajutorul tehnicilor soft;

Denis Hayes, în lucrarea sa "Rays of Hope - The Transition to a Postpetroieum World", insistă în special pentru opţiunile energetice soft, iar Helacy şi Burckman insistă asupra necesităţii promovării cu mai mare eficienţă a energiei solare. (*6)

ORIENTAREA CĂTRE UTILIZATOR

O caracteristică importantă a surselor reînoibile este aceea că ele permit un grad de "orientare către utilizator" (formulă des folosită de adepţii energiei solare soft) şi de auto-susţinere individuală; ele pot fi colectate şi uti­lizate direct la punctul de colectare. Această caracteristică este valabilă în principal pentru utilizările locale ale căldurii solare directe, ale biomasei şi, într-o mică măsură, a energiei hidroelectrice şi eoliene.

Sursele de energie orientate către utilizator nu sînt limitate la folosinţă în regiunile în curs de dezvoltare, ele putînd contribui, de aseme­nea, în mare măsură la necesităţile de energie ale unei societăţi prospere. Această afirmaţie este bazată pe rezultatele studiului de caz "Sistem de distribuire a energiei în viitor al

1 7 7

S C E N A R I I E N E R G E T I C E

Californiei", efectuat de Departamentul Ener­giei al S.U.A. Studiul ajunge la concluzia că, în ciuda unei dublări a populaţiei şi a unei creşteri cu un factor de 3,1 a produsului naţional brut, California ar putea să ajungă la auto-aprovizionare sub raport energetic în anul 2025. Conform studiului, o condiţie esenţială pentru atingerea acestei autoaprovizionări energetice este depunerea unui efort conside­rabil în direcţia conservării.

Ce trebuie luat în consideraţie este faptul că studiul poate fi extins şi la celelalte regiuni ale lumii.

Un calcul rapid şi sigur poate furniza o cifră orientativă utilă pentru potenţialul global al insolaţiei solare, ca sursă orientată către uti­lizator. El se bazează pe observaţia că o su­prafaţă comparabilă cu "suprafaţa de aco­periş" pe locuitor ar reprezenta un indiciu în evaluarea acestui potenţial, în care definiţia "suprafeţei de acoperiş" este extinsă pentru a include pereţii laterali şi suprafeţele pe care ar putea fi montate colectoare, în imediata apropiere a utilizatorului.

Pentru regiunile dezvoltate ale omenirii - o suprafaţă de 40 mp pe locuitor se dovedeşte o estimare precisă a "suprafeţei de acoperiş" disponibile. Presupunînd că din insolaţia anuală medie de la latitudinile mijlocii se pot capta practic doar 40 W/mp, ajungem la cifra de 1,6 Kw an/an/locuitor, pentru căldura solară directă orientată către utilizator. Bazaţi pe o populaţie totală a acestei regiuni (1,5 mili-arde pentru ţările dezvoltate) ajungem la un potenţial de 2,4 TW an/an pentru insolaţia directă cu utilizare orientată către utilizator.

Pentru regiunile în curs de dezvoltare ale lumii, se consideră că cea mai mare parte a populaţiei trăieşte în climate în care este puţină nevoie de căldură (încălzirea spaţiilor). Ca urmare, se estimează pentru aceste regiu­ni un potenţial destinat încălzirii cu căldură solară directă orientată către utilizator de 0,1 TW an/an. Astfel, luînd împreună ţările dez­voltate, cu cele nedezvoltate, obţinem o esti­mare globală de 2,2 TW an/an pentru poten­ţialul aplicaţiilor căldurii solare directe, orien­tate către utilizator.

Considerînd toate resursele împreună, se relevă, ca şi în cazul combustibililor fosili, că

resursele de energie reînoibile reprezintă un mod colectiv, o promisiune de 15 TW an/an pentru anul 2030, deci, de acelaşi ordin de mă­rime cu energia nucleară, cu singura diferenţă că perspectivele acestor surse regenerabile nu continuă să sporească în perioada de după 2030, aşa cum se întîmplă în cazul energiei nucleare.

Fiecare din opţiuni şi, toate la un loc, ar pu­tea asigura mari cantităţi de energie în viitor, deşi nici una nu este omogenă şi realizarea fiecăruia din aceste potenţiale este depen­dentă, printre altele, de progresul tehnologic. Sursele de energie reînnoibile se deosebesc prin aceea că potenţialul lor este mai ridicat numai dacă luăm în consideraţie suma unor surse individuale mai mici.

Este sigur că, luată individual, contribuţia majorităţii acestor surse n-ar fi semnificativă şi ar fi foarte uşor să se renunţe la ea. Dar con­siderăm că o astfel de procedură ar fi greşită, prin aceea că nu s-ar vedea rolul valoros, de susţinere, a acestor surse inepuizabile. Foarte important este faptul că realizările ce se pot efectua în direcţia acestor surse pre­supune îndeplinirea a două condiţii majore: ele trebuie utilizate împreună cu alte sisteme de producere a energiei, odată cu realizarea unei administrări ecologice active, la o scară gigan­tică.

"In această situaţie", cum afirmă W.Hafele, nu ne-am mai putea considera simpli conser­vatori ai mediului nostru ambiant; termenul exact ar fi reproiectanţi".

178

C O N C L U Z I I

1 2

1 2 . 1 .

E L A B O R A R E A UNEI M E T O D O L O G I I D E A B O R D A R E A C O M P O N E N T E I E N E R G E T I C E Î N P R O C E S U L P R O I E C T Ă R I I D E A R H I Ţ

"DfmerîsiLtfie ecologi â f h j . JenfW pentru

1 m\\

g un eartiw de tocuiMe. U\ ^ p 3 » # & f g t i i

Acum, cînd criza energetică şi-a pierdut caracterul său dramatic, cînd societatea resemnată a învăţat să plătească scump ener­gia pe care o consumă, se pune întrebarea :

Ce a mai rămas din acel discurs ener­getic care a produs un curent de entuziasm în cercurile arhitecţilor şi cercetătorilor tn domeniu ?

Ce a mal rămas din cercetarea fn do­meniile economice, relativ la această pro­blemă, sau din soluţiile alternative pe care aceasta le-a antrenat ?

Cert, însă, este faptul că energia a rămas scumpă, din ce în ce mai greu de produs şi, precum bine se vede, nu există nici o speranţă în viitor legată de o reîntoarcere la o situaţie anterioară .

Am considerat că problema care se pune este aceea de a ţine cont de rezultatele cîş-tigate, dar mai ales de a găsi calea integrării acestei constrîngeri energetice în însuşi or­ganismul construit şi de a o considera la adevărata ei valoare.

Astfel, cum este de la sine înţeles că o clădire trebuie să fie structural stabilă, la fel de important este ca ea să fie economi­că din punct de vedere energetic.

Demersul pe care l-am urmărit refuză de la început existenţa unei arhitecturi supusă numai constrîngerilor energetice. De aceea, am considerat că:

• protecţionismul solar este nociv; • problemele legate de energie se pot inegra într-un proces de concepţie nespe­cific; • gestiunea, conservarea energiei - atît la nivel de obiect, cît şi la scară urbană, este

un caz particular al ecuaţiei generale a pro­iectării, care leagă nivelele de performanţă şi mijloacele puse în operă pentru a le putea atinge.

Am considerat că actul proiectării, concepţia în arhitectură, în afară de simbolica sa intrinsecă, trebuie să ţină seama în modul cel mai raţional posibil, încă din faza de schiţă, atît de elementele de fezabilitate tehnică obişnuite, cît şi de problemele energetice.

Alegerea deciziilor majore, în privinţa pro­blemelor legate de arhitectură, sau cele teh­nice, se pot face, de altfel, foarte în amontele procesului de concepţie.

Ca dovadă că aşa stau lucrurile, în ţări ca Franţa, Germania sau S.U.A, au apărut deja instrumente care să vină în ajutorul concepţiei

1 7 9

C O N C L U Z I I

energetice a construcţiilor, o mică parte din ele fiind prezentate şi în acest studiu. în paralel, în ţările amintite, legislaţia s-a pus şi ea de acord, iar instituţiile de învăţămînt de specialitate adaugă la formaţia de bază a specialistului şi problemele cu caracter energetic. în aeste ţări, sistemele de învăţămînt introduc noţiunile de ecologie şi de economie de energie încă din clasele primare, în intenţia de a induce o atitu­dine, un mod de viaţă nou, în care respectul pentru natură şi pentru valorile societăţii să fie de la sine înţeles.

Ar fi de sperat, ca în viitorii ani, aceste atitu­dini să fie optate şi pentru ţinuturile noastre.

De aceea, avînd în vedere că locul unde îmi desfăşor activitatea este învăţămîntul, mi-am îndreptat atenţia către felul în care problemele legate de conservarea energiei, ar putea fi intro­duse în formarea conceptorului de arhitectură.

C O N T R O L U L E N E R G I E I

Ş U j O r ^ M A R E A ^ O N C E P Ţ ^ D r ^

Atunci cînd se pune problema formării con-ceptorilor de arhitectură, referindu-mă în mod special la învăţămîntul de specialitate, mai

ales într-un domeniu practic nou, unde proble­mele sînt încă prost formulate, unul din scopuri este acela de a canaliza simţul lor critic şi ri­gorile raţionamentului, către întrebări şi răspunsuri clare la nivelul problemelor legate de energie.

De fapt, este vorba de a sesiza, încă din prima fază, felul în care arhitecţii trebuie să introducă problemele energetice în procesul de concepţie.

Această acceptare a unei noi componente, dependentă de mediul fizic şi de raporturile fiziologice pe care locuitorul le întreţine cu el, pune problema desăvîrşirii soluţiilor arhitec­turale propuse.

De aceea, am considerat necesară consti­tuirea unui bagaj minim de cunoştinţe pe care l-am denumit "suport ştiinţific", şi care se re­feră, după cum s-a observat la probleme lega­te de conservarea energiei prin controlul ener­giei solare.

Şi, pentru ca aceaste afirmaţii să-şi gă­sească în mod practic finalitatea, am con­siderat utilă conceperea şl elaborarea unul Instrument de lucru specific arhitectului, o metodologie de abordare a procesului pro-

UTILIZATORUL CA INDIVID

UTILIZATORUL ÎN HABITAT

CRITERII D E •

P E R F O R M A N Ţ Ă (valori ale confortului)

C O M P O N E N T A E N E R G E T I C Ă

-. ) i r- • .

UTILIZATORUL ÎN SPAŢIUL URBAN

intervenţii în planul spaţio-perceptiv la nivelul cadrului urban

intervenţii în planul spaţio-funcţional la nivelul vieţii urbane

UTILIZATORUL IN GRUP

3d* f_ _J tu

cn o ' " § 2

5:5 = 5? N £ 5 <

u j 3 H LU

< UJ

PROCESUL DE

C O N C E P Ţ I E (aspecte metodologice

PROPUNERI

E L A B O R A R E A P R O I E C T U L U I

Schematizarea legăturilor între diferitele probleme puse de către controlul energetic în contextul larg al proiectării de arhitectură şi urbanism, precum şi relaţiile ce se stabilesc între aceşti factori.

180

C O N C L U Z I I

lectărll, care introduce pe lîngă datele de temă obişnuite, şi componenta energetică.

în conceperea acestei metodologii, am ple­cat de la ideea că problemele energetice sînt determinate de valorile confortului şi induc posibile intervenţii în procesul de concepţie.

Referitor la valorile confortului, ele vizează atît utilizatorul în spaţiul urban (utilizatorul în grup), cît şi utilizatorul în habitat (utilizatorul ca individ). Aceste valori ale confortului au creat de fapt criteriile de performanţă energetică ale clădirilor. Ca urmare, am încercat o schemati­zare a legăturilor dintre diferitele probleme puse de controlul energiei în contextul proiectării de arhitectură şi urbanism, precum şi relaţiile ce se stabilesc între ele (reprezentarea grafică din pagina anterioară).

Elaborînd schema, am observat că se pot identifica patru grupări de elemente:

• Elemente care definesc componenta energetică, referitoare la criteriile de perfor­manţă;

• Elemente care definesc procesul de concepţie (aspectele metodologice);

• Factorii de influenţă pe care compo­nenta energetică îi Induce procesului de concepţie;

• Elemente de intervenţie, care se con­cretizează prin soluţii pragmatice, fiind induse de factorii de Influenţă.

Dezvoltînd ideea mai departe şi analizînd mai în profunzime fiecare grupare, după cum urmează, am observat numărul mare de noi elemente apărute din detaliere, locul lor şi modul în care se pot relaţiona în procesul proiectării.

E L E M E N T E C A R E D E F I N E S C

C O M P O N E N T A E N E R G E T I C Ă , R E F E R I -

^ T O A R ^ ^ A C R T r E R I I L E D E P E R F O R M A N Ţ Ă

Problema energetică este relativ nouă în domeniul concepţiei arhitecturale sau urbanis­tice. De altfel, problemele generale termice sînt abordate (pe plan calitativ şi în mod obiş-nuit, destul de empiric) de multă vreme de către arhitecţi, dar, căutarea performanţei, la nivelul exigenţei epocii pe care o trăim, este nouă. După cum am mai spus, apărute de curînd, aceste probleme sînt încă incert formulate.

Dar, pentru o finalitate clară, trebuie totuşi cu­noscute criteriile de performanţă. Acestea trebuie să fie pertinente în raport cu sfera concepţiei urba­ne şi arhitecturale.

în final, criteriile de performanţă fiind identi­ficate şi apelînd la "suportul ştiinţific", concep-torul va putea să dea răspunsuri cît se poate de pragmatice, îndreptate către practica de ar­hitectură şi urbanism.

a) Abordarea energetică a concepţiei clădirilor

Clădirile locuite, şi bineînţeles ansamblu­rile de clădiri, nu sînt simple obiecte, datorită faptului că descrierea lor fizică şi, implicit, cri­teriile care permit să le calificăm, nu permit o structură cognitivă uşor accesibilă, mai ales cînd este vorba de domeniul energetic.

Aceasta ar presupune, deci, o formaţie de bază destul de solidă în cunoaşterea proble­melor termice, care să permită a considera că fenomenele elementare sînt perfect înţelese. Numai în acest fel se vor putea construi noţi­uni cu structură mai complexă, care vor per­mite specialistului să caracterizeze obiectele (grupele de obiecte) în mod diferenţiat, dar legat, considerînd două puncte de vedere:

• al performanţei fizice - fiziologice; • al performanţei economice. Dar, după cum ştim, concepţia în arhitec­

tură prezintă un aspect particular, în sensul că progresul făcut de practician nu este unul clar şi linear, asemeni unui demers riguros. Tre­cerea prin faze multiple şi foarte diferite (vari­ante), face ca răspunsurile să fie foarte vari­ate, dar în acelaşi timp să prezinte calităţi de ansamblu echivalente. Acestea sînt legate direct de complexitatea obiectului şi de cea a demersului conceptorului. Dar, în orice caz, este important de precizat că identificarea cri­teriilor de performanţă energetică nu trebuie să condiţioneze în nici un fel natura soluţiilor arhi­tecturale propuse.

Ideea ar fi că, în materie de formaţie, fizi­cienii, fiziologii şi economiştii trebuie să ofere elemente care să vină în ajutorul arhitectului, atunci cînd acesta trebuie să ia decizii. b) Definirea criteriilor de performanţă

energetică fn arhitectură 1 - Gradul fizlc-fizlologic. Atunci cînd ne

limităm la concepţia sau analiza unui obiect în

181

C O N C L U Z I I

contextul său urbanistic, în mod general, se face referinţă la două criterii, pentru a le putea caracteriza:

CRITERII DE PERFORMANŢĂ ENERGETICĂ

1 - gradul fizic - fiziologic cerinfa energetică, sau consumul

energetic (aspect cantitativ) calitatea, In raport cu coeficien­

tul termic (aspect calitativ)

2- performanţa din punct

de vedere economic

• necesitatea (cerinţa) energetică (sub aspect cantitativ) sau, eventual, consumul energetic, ambele exprimate în kWh. Totuşi, cea de-a doua valoare (consumul energetic) nu are cu adevărat o încărcătură propriu-zis arhitecturală, în măsura în care ea ţine seama de tehnologia sistemelor termice, a căror per­formanţe proprii nu au legătură cu arhitectura.

Formaţia viitorilor arhitecţi face, deci, mai degrabă referinţă la necesitatea unui instru­ment care ar permite o măsurare mai corectă a eforturilor făcute în determinarea componen­telor arhitecturale esenţiale ale obiectului (anvelopă, volumetrie, structură etc.)

• calitatea ambianţelor (create) fn ra­port cu confortul termic pe care-l generea­ză (aspect calitativ). Pentru compararea di­verselor soluţii arhitecturale, se foloseşte un indice de calitate termică.

Caracterul comun şi esenţial al acestor două criterii este că ele definesc, în mod glo­bal obiectul, relativ la performanţa sa. Or, chiar acestea sînt criteriile pe care caută să le manipuleze conceptorul, atunci cînd doreşte să compare două variante.

(în Franţa, criteriile de performanţă termică sînt evidenţiate prin numărul de stele, de la una la patru, dar, este adevărat că aceste con-strîngetri nu sînt încă legiferate, deci caracte­rul lor este opţional. în tot cazul, se pare că aceste criterii acţionează cel mai bine la nive­lul utilizatorului de rînd, şi aceasta, pentru că el este plătitorul direct al energiei consumate).

2 - Gradul de economicitate. în acest caz există mai multe criterii, a căror alegere de­pinde de obiectul de arhitectură tratat. în nu­meroase situaţii, însă, criteriul economic este criteriul suprem, ţinînd cont de contextul gen­eral de intervenţie al conceptorului.

Cîteodată, presiunea economică este foar­te dură asupra unor proiecte şi împiedică com­ponenta energetică de a mai fi luată în consi­deraţie, ceea ce va conduce însă spre o falsă analiză economică. Trebuie admis însă, că to­tul se poate manevra în condiţii perfecte, numai că aceasta ar presupune o perfectă cu­noaştere a pieţii, ceea ce implică un volum mare de investigaţii.

E L E M E N T E C A R E D E F I N E S C

P R O C E S U L D E CONCEPŢIE

J A Ş P E C Ţ E L ^ E Ţ O r j O W G j C E ^ ^ ^ ^ ^ |

Aceste elemente sînt foarte bine cunoscute de către arhitecţi, ele constituind demersul actului de proiectare. Desigur, această succe­siune de etape este una minimală, ea supor-tînd orice modificare, în funcţie de complexi­tatea proiectului, presonalitatea şi profesiona-litatea arhitectului:

• colectarea informaţiilor, • plan general, • plan zonă, • plan de situaţie (amplasament), • volumetrie, • formă, • funcţiune, • organizarea interioară a planului, • structură, • faţade, tratarea lor, detalii etc, • materiale, • echipamente, • alte raţiuni (istorice, psihologice, etc.), • schiţa.

F A C T O R I I DE INFLUENŢĂ P E C A R E C O M P O N E N T A ENERGETICĂ

J U N D U C ^ N P R O C E Ş U L J } ^

în general, multitudinea de factori care in­fluenţează procesul de concepţie se poate di­vide în patru mari categorii, şi anume:

• factorii arhitecturali, • factorii de folosinţă, • factorii energetici, • factorii economici. Referitor la aceia care pot influenţa proce­

sul de concepţie din punct de vedere energe­tic, am făcut din nou apel la capitolele care

182

C O N C L U Z I I

constituie "suportul ştiinţific", de unde am extras următorii factori, care practic vor deter­mina "nivelele energetice" (gradul de exi­genţă). g • colectarea de date şi informaţii referi­toare la date de amplasament, climă, aport solar, etc;

• distribuţia în sit (terenul proiectlui); • distribuţia spaţiului (spaţiile şi

suprafeţele proiectului); • distribuţia anvelopei (faţadele); • pierderile termice; • necesităţile termice; • consumurile termice. Din nou trebuie specificat că enumerarea

nu este exhaustivă, stabilirea exigenţelor, ră-mînînd la latitudinea proiectantului. De altfel, intrînd mai în detaliu, fiecărui nivel energetic i se poate asocia alţi factori energetici elemen­tari, dintre care pot aminti: B • constrîngeri date de sit (planuri de

organizare, prospect, etc.); • constrîngeri normative (condiţii speciale de confort) • relaţii de vecinătate (accese, relief,noxe etc.); • iradierea solară de mare lungime de undă (relief, efect de mască, orientare); • tipul activităţilor (tipul activităţilor locuitorilor şi suprafeţele care le revin) ; • factorii de formă (rapoarte, suprafeţele de schimb ale clădirii cu exteriorul sau cu su­prafaţa locuibilă etc); • proporţia vitrajului faţadelor; • izolaţia pereţilor opaci; • zolaţia pereţilor vitraţi; • zolaţia acoperişului; • izolaţia solului; • rata schimbului de aer; • temperatura interioară, în funcţie de con fortul dorit; • temperaturile maxime exterioare (pentru confortul estival şi în timpul iernii; • activităţile domestice (aportul caloric intern, sau al consumatorilor); • rata energiei regenerabile din aportul pasiv; • alte efecte induse de modurile de folosinţă (cu intermitenţă sau date de zonifi-carea interioară sau de tipul de gestiune);

• randamentul instalaţiei de încălzire şi efectele inerţiei termice;

• etc. Aproape toţi aceşti factori energetici ele­

mentari pot fi cuantificaţi, fie cu ajutorul unor instrumente destul de simple, cu măsurători in situ, fie prin corelaţii plecînd de la modele energetice detaliate, sau pur şi simplu luaţi în consideraţie în funcţie de intuiţia, ştiinţa şi ta­lentul arhitectului.

Deci, pentru fiecare etapă a procesului de concepţie, arhitectul este în măsură să gă­sească instrumentele adecvate, conforme practicii lui.

ELEMENTE DE INTERVENŢIE, SOLUŢII PRAGMATICE, INDUSE DE FACTORII DE INFLUENŢĂ

Datele ce se referă la acest subiect consti­tuie un volum considerabil, pentru că sfera respectivă are un cîmp de acţiune foarte larg, din care, lucrarea de faţă, neintrînd în studii de specialitate, a prezentat numai o mică parte, în special aceea specifică cîmpului arhitecturii.

Intenţia este de fapt, de a conştientiza con­ceptorul de arhitectură, de necesitatea intro­ducerii noţiunii de "competitiv din punct de vedere energetic", alături de celelalte raţiuni ce guvernează produsul de arhitectură.

După cum s-a văzut, din capitolele care constituie "suportul ştiinţific" se pot extrage da­te ce se referă la posibile intervenţii necesare strategiilor ce urmăresc obţinerea unui bilanţ energetic scăzut la nivelul organismului urban. Ele se referă la:

• intervenţii în planul spaţio-perceptiv la nivelul cadrului urban,

• intervenţii în planul spaţio-funcţlonal la nivelul viaţii urbane.

Adunînd datele din această lucrare, împre­ună cu altele extrase din literatura de speciali­tate, şi sistematizîndu-le, am conceput urmă­torul tabel. Departe de a fi exaustiv, este con­struit în intenţia de a oferi arhitectului o privire de ansamblu asupra acestui larg evantai de posibile intervenţii:

1 8 3

C O N C L U Z I I

S T R A T E G I I D E O B Ţ I N E R E A U N U I B I L A N Ţ E N E R G E T I C S C Ă Z U T

C A R A C T E R I S T I C I G E N E R A L E A L E S T R U C T U R I L O R U R B A N E

• Structuri policentrice cu grad avansat de integrare. • Structurile de tipul "arhipelagului urban" - oferă perme­

abilitate de comunicare între diversele elemente urbane, generează un spaţiu larg, deschis şi conţinu, ce se inserează între cartiere, înglobîndu-le, a cărui funcţiune este de a asigura o coeziune ansamblului şi o discontinuitate a cartierelor.

* Crearea subzonelor urbanistice complexe, dar cu păstrarea caracterului preponderent.

• Spaţiu compact, independent din punct de vedere funcţional.

• Crearea spaţilor polivalente. • Spaţii publice închise sau semideschise. • Mediu construit concentrat {la o economie de teren de

53%, se obţine în exploatare o economie de 4 4 % a energiei conservate anual şi o reducere cu 3 5 % a consumului de apă).

• Echilibrarea densităţii construcţiilor. • Limitarea dimensiunilor spaţiilor. • Regim mediu de înălţime P+1 - P+4,5 (reduce consumul

energetic din punct de vedere al indicilor: energie/Km reţea c i r c , electricitate/Km reţea circ.)

• Spaţii plantate uniform repartizate şi în special adiacente zonelor cu absorbţie puternică.

• Suprafeţe de apă (lacuri artificiale sau naturale, bazine etc.) uniform repartizate - stocaj energetic, microclimat favora­bil, valenţe estetice.

» Alegerea amplasamentelor funcţie de radiaţia solară, vînt, precipitaţii, vegetaţie, topografie.

• Alegerea secţiunilor favorabile, cum ar fi aceea în formă depiramidă.

• Folosirea materialelor funcţie de puterea lor de absorbţie a radiaţiei solare.

• Introducerea captatorilor solari la nivelul spaţiului urban, atît pentru zonele noi cît şi pentru cele existente.

T R A N S P O R T U R I

• Forme urbane lineare sau cele ce se îndepărtează de schema radial concentrică (reducerea cererilor de deplasare).

• Concentrarea activităţilor în nuclee diversificate, dar inte­grate (reducerea deplasărilor).

• Crearea unor subzone urbanistice complexe, dar cu păstrarea caracterului preponderent.

• Nuclee compacte şi dese, amplasate deliberat pe teritori­ul localităţii (reduce dependenţa faţă de automobil).

• Adoptarea soluţiilor în care zonele rezidenţiale cuprind şi locuri de muncă.

• Amplasarea zonelor comerciale, culturale şi prestări ser­vicii de frecvenţă zilnică şi bisăptămînală pe trasee, sau proxim­itate zonă lucru sau locuire.

• Adoptarea soluţiilor multifuncţionale pentru clădirile pub­lice (facilitate în aprovizionare, realizarea stocajului termic),

• Integrarea echipamentelor - comerţ, servicii social-cultur-ale, administraţie, spaţii verzi, l o i s i r - reduce deplasările pentru sfîrşit de săptămînă.

• Echilibrarea densităţii construcţiilor. • Stabilirea structurii reţelei de transport funcţie de

vechimea oraşului. • Dimensionarea raţională a circulaţiilor. • Alegerea amplasamentelor favorabile (a nu se folosi cele

mult denivelate sau cu ruperi de pantă etc.)

C A R A C T E R I S T I C I G E N E R A L E A L E S T R U C T U R I L O R U R B A N E

• Descentralizare. • Autoconducere. • Autogestiune. • Combaterea gigantismului. • Generalizarea zilei continue de iucru (se măreşte timpul

destinat loisirului). • Crearea locurilor de muncă în oraşele satelit. • Găsirea de mijloace care să incite individul să stea acasă

sau în imediata apropiere. • Densitatea optimă de locuire de 200-500 loc/ha (densi­

tatea este direct proporţională cu consumul energetic - o creştere de 10% generează o creştere de 5% a consumului energetic).

• Densitate constantă. • Prezervarea mediului şi combaterea poluării. • Utilizarea maximă a combustibililor (adoptarea soluţiilor

în funcţie de necesitate şi natura spaţiilor). • întrevederea posibilităţilor de recuperare a energiei. • Activitate de informare, educare, pentru introducerea

noilor energii si adoptarea tehnologiilor respective. • Revizuirea problemelor ce ţin de iluminatul public:

revizuirea reţelelor, introducerea materialelor adecvate (suprafeţe reflectorizante, sticlă etc.), valorificarea luminii natu­rale funcţie de natura activităţii ce se desfăşoară, introducerea celulelor fotovoltaice.

• Reducerea dependenţei faţă de automobil. • Reglementarea şi respectarea normelor de însorire a

terenurilor. • Abordarea la orice nivel de proiectare a problemelor

energetice, bilanţuiui energetic.

T R A N S P O R T U R I

• Generalizarea zilei de iucru continui. împletirea funcţiunii rezidenţiale cu cea de lucru.

• Adoptarea soluţiilor funcţie de structura socio-econom-ică: repartiţia de grupe de vîrstă şi volumul mediu de venituri.

• Densitate optimă 200-250 loc/ha. • Aglomeraţii mai mari de 1 mii. locuitori {sînt mai eficiente

din punct de vedere al economiilor de energie în transporturi). • Trecerea de la transportul individual la transportul în

comun. • Trecere către mobilitate pedestră sau pe două roţi. • Utilizarea în comun a autovehicolelor. • Utilizarea preferenţială a trenurilor urbane. • întărirea relaţiei om-natură. • Reducerea duratei de staţionare. • Adoptarea soluţiilor cu minimum puncte de conflict. • Asigurarea fluenţei traficului (undă verde). • Raţionalizarea tehnicilor de distribuţie: reducerea

numărului de vehicole, încărcare în sarcină optimă, apro­vizionarea mai puţin frecventă şi la ore diferite de orele traficu­lui intens (noaptea).

• Eliminarea circulaţiei de tranzit din interiorul oraşului. • Activitatea de informare, educare şi constrîngere a tutur­

or categoriilor de utilizatori de energie, în scopul alegerii şi exploatării sistemelor economice şi nepoluante.

184

C O N C L U Z I I

S T R A T E G I I D E O B Ţ I N E R E A U N U I B I L A N Ţ E N E R G E T I C S C Ă Z U T

• Crearea benzilor pentru transportul în comun şi pentru biciclete.

m Crearea căilor pietonale care să străbată spaţii intere­sante sau liniştite.

• Amenajarea suprafeţelor de parcare cu elemente de pavaj perforate (reduce supraîncălzirea).

• Soluţionarea de preferinţă a circulaţiei de aprovizionare la subsol {posibilitatea staţionării nelimitate).

• Amplasarea parkingurilor la subsol (stocaj energie, economie de teren la sol).

• Folosirea materialelor de bună calitate la construcţia căilor publice.

• Folosirea culorilor funcţie de gradul de absorbţie şi reflectare a radiaţiei solare.

• îmbinarea zonelor verzi cu circulaţia rutieră (echilibru ter­

mic).

C O N S T R U C Ţ I I

• Orientarea în plan funcţie de soare, vînt, precipitaţii, natura terenului şi a vegetaţiei - folosirea diagramelor biocli­matice.

• Asigurarea protecţiei cu ajutorul formelor naturale sau artificiale (taluzări, ziduri de protecţie, plantaţii, volume, forme).

• Realizarea protecţiei cu ajutorul elementelor construcţiei: izolaţii fixe, mobile, izolarea suplimentară a pereţilor exteriori, a ultimului planşeu, a ferestrelor {dispozitive de umbrire sau de întărire a luminii naturale).

• îmbinarea zonelor de lucru cu zonele rezidenţiale. • Amplasarea raţională a clădirilor în raport cu funcţiunea. • Soluţii duale, hibride, flexibile, lipsite de rigiditate, apte în

a urmări şi soluţiona variaţiile obiective aie necesităţilor (în timp, la diferiţi consumatori şi la diferite tipuri de comporta­mente).

a Adoptarea soluţiilor multifuncţionale pentru clădiri social-culturale {consum redus la nivel de energie înglobată şi con­sum energetic redus la nivel de consumator, reducerea acce­selor).

* Spaţii de depozitare complexe plasate pe orientările nefavorabile, o parte dintre ele amplasate la subsol {tampoane termice).

• Spaţiile publice cu orientare favorabilă către zonele însorite, închise sau semideschise.

• îmbinarea spaţiilor publice şi semipublice funcţie de necesităţile termice, deci, de natura activităţilor ce se desfăşoară.

• Spaţiile locuibile orientate către sud şi vest. • Spaţiile nelocuibile concepute ca tampoane termice. • Introducerea serei ca spaţiu potenţial viabil, ca genera­

tor de căldură, oxigen sau ca tampon termic. • Realizarea pasajelor, legături acoperite, spaţii înlănţuite

ce oferă echilibru termic. • Introducerea panourilor captatoare atît pentru noile con­

strucţii cît şi pentru cele vechi. • Echilibrarea zonelor verzi, a suprafeţelor de apă cu

spaţiile construite. * Regim de înălţime mediu. * Secţiuni favorabile expunerii la soare {coline). • Materiale de construcţie puţin energofage. • Materiale izolatoare eficiente, cu posibilitate de aplicare

în construcţii noi sau vechi. • Folosirea culorilor funcţie de calităţile de absorbţie şi

reflexie.

• Legiferarea proiectării în funcţie de profilul energetic. • Condusul autovehiculelor în mod economic. • Lupta împotriva poluării - menţinerea spaţiilor verzi,

curăţirea oraşului etc. • Folosirea altor sisteme de comunicare decît cele energo-

consumatoare: comunicaţii telefonice, videofonice, circuite TV, homecomputer.

C O N S T R U C Ţ I I

• Activitatea de realizare a construcţilor pe baza normelor de limitare a consumurilor energetice.

• Reglementări asupra folosirii izolaţiilor funcţie de natura localului.

• Obligativitatea abordării globale în proiectare a problemei bilanţului energetic.

• Reglementarea şi respectarea strictă a normelor de însorire.

• Reglarea temperaturilor funcţie de activităţile ce se desfăşoară (consumatoare sau producătoare de energie).

• Limitarea temperaturilor la 20° C în clădiri publice. • Reglarea temperaturilor, introducerea circuitelor, în acord

cu orele de funcţionare, activităţi complementare etc. • Utilizarea în vederea producerii de energie a produselor

din ce în ce mai elaborate sau introducerea noilor surse. • Aplicarea diferită a surselor energetice şi generatoare de

căldură, funcţie de tipul clădirii, modul de construcţie, funcţional­itate şi confort termic.

• Translatarea diferitelor activităţi din afară către spaţii pri­vate şi semiprivate.

• Decizii în vederea prezervării spaţiului natural înconjurător.

• Alocare de fonduri pentru reducerea poluării. • Reglementarea şi îmbunătăţirea randamentelor

cazanelor, reglajul sistemelor de încălzire clasice. • Reducerea nivelului ventilaţiei. • Reducerea consumului de apă. • Găsirea de mijloace care să convingă populaţia de nece­

sitatea descentralizării energetice, a autogestiunii. • Combaterea risipei de bunuri {reducerea poluării).

1 8 5

C O N C L U Z I I

U i

F=J< a. t "J 5 o 2

z ţn-O "o o o u i !±! O O

1° u j 9

O ui rr S a —

COMPONENTA ENERGETICĂ

& intervenţii în planul spaţio-per-

ceptiv la nivelul cadrului urban

NIVELE ENERGETICE

FACTORIDE INFLUENŢĂ

Z Ui > cc Ui I -

LU H = < CC H Ui

• I -

=3 E N o UJ

intervenţii îrţ planul spaţio-per-ceptiv la nivelul cadrului urban

Schema metodologiei procesului de proietare în care intră în calcul şi componenta energetică

în final, pentru a elabora o metodologie de abordare a componentei energetice în proce­sul proiectării de arhitectură, am luat ca punct de plecare procesul clasic de concepţie în arhitectură, atît de familiar arhitectului, în care am introdus şi datele referitoare la componen­ta energetică, în intenţia de a evidenţia un nou demers, spre o finalitate practică.

Imaginînd o reprezentare grafică a celor afirmate anterior, a rezultat următoarea sche­mă, care reprezintă un demers logic, şi în care, factorii energetici se alătură celorlalţi factori (arhitecturali, de folosinţă, etc.).

Continuînd raţionamentul, am înlocuit în schemă punctele 1,2, 3,4, cu datele analizate anterior, referitoare la "Elemente care defi­nesc procesul de concepţie (aspecte meto­dologice)", "Factorii de influenţă pe care com­ponenta energetică îi induce procesului de concepţie" (cuprind "nivelele energetice" şi "factorii de influenţă") şi "Elemente de inter­venţie, soluţii pragmatice, induse de factorii de influenţă".

Rezultatul detalierii acestei scheme este metodologia procesului de proiectare cu constrîngeri energetice, care poate deveni un instrument de lucru, util arhitectului în pro­cesul proiectării.

Acest proces de concepţie, astfel schemati­zat, nu este un proces linear. El este de fapt, un proces elastic, un itinerar care se urmează prin încercări succesive sau eventuale reve­niri, şi ale cărui etape se pot dezvolta sau scurtcircuita.

Se observă că, fiecărei etape a procesului de concepţie i se poate asocia unul sau mai multe nivele energetice, în funcţie de necesităţi, opţiuni proprii, factori economici, etc.

Se remarcă faptul că încă de la primele schiţe, şi apoi pe tot parcursul procesului de proiectare, arhitectul este obligat să ia decizii care, în marea lor majoritate, au un impact asupra performanţei energetice. Diversele "acţiuni" ale proiectantului sînt susceptibile de a influenţa parametrii energetici (aport caloric necesităţi termice, consumul energetic pentru încălzire) fără ca acesta să-şi dea seama.

Se observă cu uşurinţă locul arhitetectului în acest demers, pentru că nu este vorba de calcularea unor indici (de tipul, G, B, sau K), ci este vorba de o acţiune care începe în amon-tele procesului de concepţie şi care permite elaborarea unor soluţii competitive atît din punct de vedere energetic, cît şi din punct de vedere al confortului şi utilizării spaţiilor. Un astfel de demers presupune coerenţă şi conti­nuitate între diferitele etape, precum şi coor­donarea unor specialităţi care în final concep şi produc spaţiul. De aceea, este cert faptul că reuşita sau eşecul punerii în operă a unor noi reglementări termice, de altfel atît de nece­sare, depinde în mare măsură de arhitecţi, de re-ceptivitatea lor, de felul în care ei asimi­lează aceste date, precum şi de capacitatea lor de a le integra în procesele de concepţie.

Arhitectul este cel care trebuie să creeze o structură valabilă, un obiect cu un comporta­ment energetic "bun", sau plasat într-o zonă energetică "bună" şi care, în etapele urmă­toare să poată fi ameliorat de specialistul ter-mician, dacă este cazul.

186

C O N C L U Z I I

ADUNAREA INFORMAŢIILOR

ADUNAREA INFORMAŢIILOR

PLAN GENERAL DETALIU ZONĂ PLAN SITUAŢIE AMPLASAMENT

DISTRIBUŢIA IN SIT

VOLUMETRIE

DISTRIBUŢIA SPAŢIULUI

ORGANIZAREA INTE­RIOARĂ A PLANULUI

DISTRIBUŢIA

FUNCŢIUNI DISTRIBUŢIA ANVELOPEI

STRUCTURĂ

FAŢA DE, TRATARE, DETALII

ECHIPAMENTE

ALTE RAŢIUNI (PSIHOLOGICE, ISTORICE.ETC)

PIERDERI

PERFORMANŢE '. TERMICE

NECESITAŢI

CONSUMURI

S C H I Ţ A

DEFINIREA FACTORILOR ARHITECTURALI DE FOLOSINŢĂ

ENERGETICI

CONSTRÎNGERI IMPUSE LA NIVELUL SITULUI

CONSTRÎNGERI NORMATIVE

(SECURITATE, HANDICAPAŢI. (ETC)

RELAŢII DE VERCINATATTE: ORIENTAREA ÎN VÎNT

ACCESE RELIEF

NOXE, ETC.

CARACTERISTICILE RADIAŢIEI SOLARE

(RELIEF, EFECT DE MASCĂ, VALORI FUNCŢIE

DE ORIENTARE.ETC.

IT M I =! tn

TIPUL (NATURA) ACTIVITĂŢILOR

FACTORUL DE FORMA

H4S PROPORŢA VITRAJ ULUI

IZOLAREA PEREŢILOR OPACI

IZOLAREA PEREŢILOR VITRAŢI

IZOLAREA ACOPERIŞULUI

RATA SCHIMBULUI DE AER

RESPECTAREA NORMELOR DE CONFORT INTERIOR

TEMPERATURA INTERIOARA CONFORM CONFORT 4

TEMPERATURĂ ESTIVALA TMPERATURĂ HIVERNALĂ

a 2 ACTIVITĂŢI DOMESTICE

ClŞTIGURI INTERNE / CONSUM

RATA ENERGIILOR REGENERABILE

APORT PASIV

ALTE EFECTE CE DERIVĂ DIN COMPORTAMENTUL

BENEFICIARULUI; ZONIFICĂRI, GESTIUNI, INTER-

MITENŢE.ETC

RANDAMENTELE INSTALAŢIILOR

1 8 7

C O N C L U Z I I

"Constrîngerea energetică", aşa cum spune Catherine Parout, nu mai trebuie considerată o "pius-valoare". "A asocia energia cu arhitectura

nu este o provocare", iar "a controla energia prin însuşi actul de concepţie nu mai este

doar o iluzie". "Dar, dacă contextul socio - economic

impune ca necesare, soluţii simple, perfor­mante şi economice, arhitectul nu poate rămîne

doar spectator. El trebuie să dovedească că arta lui este vie, modernă, creativă şi că

tehnica sa este operaţională şi eficace",

"Arhitectura a fost întotdeauna capabilă să stăpînească tehnicile şi să le depăşească, pentru a aduce idei noi, meritîndu-şi astfel

locul în lumea progresului". Arhitectul nu trebuie să intre în domeniul

strict al termicianului, ci trebuie să ştie să creeze un schelet (o structură corectă din punct

de vedere energetic), pe care dacă este nevoie, specialistul să o poată ameliora. Este dificil pentru arhitecţi, cu formaţia lor

specifică, să-şi adauge şi pe aceea de termi-cieni, dar, o privire de ansamblu, o cunoaştere şi o înţelegere a problemelor energetice îi va

conduce să acţioneze după dictonul "prlmum non nocere, dehde curare

188

C O N C L U Z I I

P R O P U N E R E D E E V A L U A R E A F A C T O R I L O R C A R E I N F L U E N Ţ E A Z Ă N I V E L U L EFICIENŢEI E N E R G E T I C E Î N P R O C E S U L P R O I E C T Ă R I I D E A R H I T E C T U R Ă

înainte de a concepe o clădire şi chiar înainte de a utiliza orice element care să poată veni în ajutorul concepţie, arhitectul are nevo­ie să ştie care sînt de fapt factorii generali care guvernează şi acţionează, influenţînd compor­tamentul termic al clădirilor.

Este cert şi bine cunoscut că izolaţia ter­mică diminuează pierderile, că inerţia termică are efectul aplatizării fluctuaţilor de tempera­tură şi că o bună orientare a ferestrelor permite recuperarea energiei solare.

Dar problema este, în ce proporţie acţio­nează ei, care sînt efectele care se combină, care sînt factorii cei mai importanţi, ce efecte sînt universale şi deci pot fi extrapolabile? Aceste întrebări nu primesc răspunsuri decît dacă sînt cunoscuţi acei factori generali evocaţi anterior.

Consider că există două căi prin intermedi­ul cărora se poate ajunge la cunoaşterea lor: una este simulaţia şi cealaltă - observaţia.

Simulaţ ia se bazează pe modelarea fe­nomenelor care acţionează asupra ele­mentelor unei construcţii, pentru a provoca o "reacţie" sau un "răspuns. Aici este domeniul termicianului şi al programelor de calculator, cu toate pachetele lor de soft.

Cea de-a doua cale este observaţia, care se poate baza pe un număr important de ca­zuri cunoscute, sau pe rezultatele unor studii. Cred că acesta este domeniul propriu arhitec­tului, în plus, consider că este vorba de

momentul iniţial, momentul de început al pro­cesului proiectării, acea viziune de ansamblu care constituie prima fază şi care este genera­toare de concepţii "eficiente energetic". Este cert că toate acestea pot duce în final la întocmirea unei documentaţii, sau a unei ba­ze, pe care se poate stabili atît o legislaţie, cît şi eventualele reglementări.

Din schema care reprezintă "Metodologia procesului de proiectare cu constrîngeri ener­getice" (pag. 187), se pot reţine următorii fac­tori care ar putea intra în acest joc:

• alegerea sitului; • structura ansamblului; • spaţiile "libere"; • influenţa mediului, climei, sitului; • vegetaţia; • orientarea bioclimatică a clădirii; • conformaţia planimetrică, funcţiunea; • formă, volum, anvelopantă; • tipul construcţiei; • alte considerente: • pereţii; • deschideri, raport plin/gol; • acoperiş; • interior, circulaţia aerului; • culoare; • detalii faţadă; • dispozitive mobile; • fundaţii; • materiale; • diverse.

1 8 9

C O N C L U Z I I

Aici, aş dori să remarc faptul că la o obser­vaţie de ansamblu, aceşti factori se grupează în patru grupe, care în mare, atacă urmă­toarele probleme:

A - implantarea în sit; B - morfologia construcţiei; C - probleme ce ţin de calităţile termice

ale materialelor; D - probleme ce ţin de echipamentele ter­

mice complementare. Pentru a vedea în ce zonă se plasează arhi­

tectul în acest demers, am conceput tabelul din care se observă că locul arhitectului este rezervat în special în zona grupelor "A" şi "B". Se observă astfel că pe tot parcursul fazelor de concepţie pe care le considerăm "A" şi "B", arhitectul intervine singur, deciziile aparţinîn-du-i în totalitate, spre deosebire de fazele "C" şi "D", care conţin factori de ordin tehnic cînd intervenţia termicianului este importantă. Din punct de vedere al costului, trebuie remarcat că pentru zonele "A" şi "B" costul este nul, suc-

arhitectului, spre deosebire de zonele "C" şi "D" care necesită investiţii.

De altfel, se observă că obiectivul de "per­formanţă energetică" nu poate fi atins în condiţii de cost acceptabile, decît dacă "con-strîngerea energetică" a fost integrată la toate nivelurile "A", " B", "C" şi "D", adică în toate etapele procesului de proiectare.

Am considerat un punctaj de 400 de puncte (fiecărei grupe i se alocă 100 de puncte), necesar unui obiect "performant energetic", adică o construcţie unde sînt îndeplinite toate nivelurile energetice.

Acest tabel confirmă faptul că 200 de puncte (jumătate din totalul de 400 de puncte) pot fi atinse numai printr-o abordare profesională, cu un cost practic nul, chiar în primele faze ale con­cepţiei.

Deci, primele două grupări ("A"$i"B") implică decizia în arhitectură:

• Din punct de vedere cronologic, decurge din primele decizii luate de arhitect şi care devin

ROLUL ARHITECTULUI ROLUL TERMICIANULUI

PR

OTE

CŢI

E

CA

PT

AR

E

STO

CA

RE

|

DIS

TRIB

UŢI

E

RE

GU

LAR

IZA

RE

cele cinci funcţiuni majore la care o con­strucţie solară sau bioclimatică trebuie să ţină seama

A - implantarea în sit

• alegerea sitului (100 puncte) A - implantarea în sit • structura ansamblului

(100 puncte) A - implantarea în sit

(100 puncte) A - implantarea în sit

(100 puncte) A - implantarea în sit

• vegetaţia

(100 puncte) A - implantarea în sit

(100 puncte)

B - morfologia construcţiei

(100 puncte) B - morfologia construcţiei • conformaţia planimetrică

(100 puncte) B - morfologia construcţiei

• funcţiunea

(100 puncte) B - morfologia construcţiei

(100 puncte) B - morfologia construcţiei

(100 puncte) B - morfologia construcţiei

(100 puncte) B - morfologia construcţiei

(100 puncte)

C - probleme ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor

(100 puncte) C - probleme ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor

• deschideri-raport plin/gol (100 puncte) C - probleme

ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor

(100 puncte) C - probleme ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor • interior-circulaţia aerului.

(100 puncte) C - probleme ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor

• culoare

(100 puncte) C - probleme ce ţin de calită­ţile termice ale materialelor

(100 puncte)

D - probleme ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare

• detalii faţadă (100 puncte) D - probleme ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare

• dispozitive mobile (100 puncte) D - probleme

ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare

(100 puncte) D - probleme ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare

(100 puncte) D - probleme ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare • diverse

(100 puncte) D - probleme ce ţin de echi­pamentele ter­mice comple­mentare

(100 puncte)

190

C O N C L U Z I I

• Din punct de vedere metodologic trebuie abordată împreună cu celelalte raţiuni ce guvernează proiectul de arhitectură. De aceea am considerat necesar acel bagaj de cunoştinţe pe care l-am denumit "suport ştiinţific".

• Din punct de vedere calitativ, amelio­rarea "performanţei energetice" prin însăşi con­cepţia arhitecturală are originalitatea de a nu îngreuna bugetul afectat construcţiei.

Grupările "C" şi "D" sînt compuse din ele­mente care pot fi ajustate şi la sfîrşitul proiectu­lui, cu costuri şi pedormanţe cunoscute.

Ca urmare, în intenţia de a face o propunere de evaluare cantitativă a factorilor care deter­mină eficienţa energetică în procesul proiec­tării de arhitectură, şi ţinînd seama de cele afir­mate anterior mă voi ocupa numai de primele două grupări.

Luînd în consideraţie rezultatele studiilor parţial amintite în capitolele "Captare" şi "Protecţie", precum şi altele conţinute în bibli­ografie, am observat că parametrii care pot

interveni, influenţînd eficienţa energetică, sînt (în ordine descrescătoare de sensibilitate asupra rezultatului "cerinţe termice"):

1 - Temperatura de consemn (diferă de la un utilizator la altul, funcţie de cerinţele confor­tului);

2 - Izoaţia termică - materiale; 3 - Morfologia clădirii; 4 - Orientare; 5 - Vegetaţia; 6 - Deschideri captatoare; 7 - Sisteme pasive; 8 - Inerţia termică; 9 - Acoperiri temporale;

10 - Izolaţii nocturne; 11 - Ventilare. în mod normal, se elimină punctul 1 - tem­

peratura de consemn - care este independen­tă de arhitect.

Dacă se admite că în materie de izolaţie ter­mică, arhitectul doar aplică standardele exis­tente mai mult sau mai puţin dependente de

o o

o o

o o

o o

FACTORII DE INFLUENŢA

• alegerea sitului • structura ansamblului • spaţiile libere • influenţa mediului • vegetaţia

• orientarea bioclimatică • conformaţia planului, funcţiunea • formă, volum • tipul construcţiei • alte considerente (sera)

• pereţii • deschideri-raport plin/gol • acoperiş • interior- circulaţia aerului • culoare

• detalii faţadă • dispozitive mobile • fundaţii • materiale • diverse

%

1 8 % 2 0 % 1 2 % 2 0 % 3 0 %

1 8 % 2 5 % 3 1 % 1 0 % 1 6 %

OBSERVAŢII

• Se poate spune că o abordare bioclimatică atît a implantării în sit, cît şi a "morfologiei clădirii" este necesară, pentru că printre parametrii manipulaţi de către arhitect, cei amintiţi rămîn cei mai critici din punctul de vedere al influ­enţei asupra rezultatului energetic şi asupra căruia nu se mai poate reveni după realizarea ei.

• In materie de izolaţie termică, arhitectul doar aplică standardele existente mai mult sau mai puţin dependente de "soluţiile arhitecturale"

• Se ştie că în materie de izolaţii, acestea pot aduce o reducere a consumurilor de combus­tibili convenţionali de cea. 40% - 50% din total

« > - -K o-

W J z

i i * . < o o W 3 t i o < z o ° D Z CC rr .

« = 3 m o o 9 = 2 < F o

< co iu LU TU X • - —I LLI

3 UJ 5 < £ M

I - - 1 >

o j g y

UI

8 > f e

191

C O N C L U Z I I

"soluţiile arhitecturale", putem admite că para­metrii importanţi rămîn implantarea în sit, mor­fologia clădirii adică forma, volumul, rezolvarea funcţiunilor şi tratarea anvelopan-tei. Or, printre parametrii testaţi aceştia intră în mod specific în responsabilitatea arhitectului, şi nici nu presupun investiţii în plus.

Sigur că dacă proiectantul este sigur de alte elemente de ordin tehnic, care îi pot ameliora structura din punct de vedere energetic, el poate renunţa la "morfologia optimă" dar, tre­buie multă atenţie, pentru că tot ce intră în zona tehnică, presupune investiţii suplimentare.

în concluzie aş putea spune că "morfologia clădirii" este printre parametrii manipulaţi de către arhitect, cea mai critică din punctul de vedere al influenţei asupra rezultatului ener­getic şi asupra căruia nu se mai poate reveni după realizarea ei.

Cred că asupra acestui "principiu" arhitecţii trebuie informaţi şi conştientizaţi.

Sigur că izolaţia termică rămîne un para­metru foarte important, dar cum am mai spus el a devenit ceva "natural" prin reglementările care există.

Ce nu trebuie neglijat este după cum am amintit, rolul ocupantului, comportamentul său. în acest sens, strategiile de educare ce vizează marele public au fost expuse în "Introducere".

COSTUL GLOBAL

Caracterul economic al unei construcţii nu se dezvăluie decît la folosinţa ei, cînd plăţile anuale se adună celor de construcţie. în momentul concepţiei, sigur că atenţia este monopolizată de cheltuielile de construcţie. Dar, pentru a concepe o construcţie "echili­brată economid' este indispensabil a lua în calcul ambele costuri.

Ce este sigur însă, după cum s-a obervat în politica energetică, termenul de "eficient energetic" nu va mai rămîne în cîmpul "opţiunilor" ci se va materializa în reglementări şi legi şi în Romania, adică vor deveni obligaţii, în special pentru arhitecţi.

începute încă din anii '82 în statele Comunităţii Europene, aceste reglementări sunt încurajate prin finanţări. Dar cu timpul aceste reglementări devin din ce în ce mai exi­gente devenind reguli, legi. Devenită lege, reglementarea nu va mai putea fi finanţată. Este cert că prima vizată va fi construcţia de locuinţe, influenţînd nemijlocit concepţia în arhitectură.

Rezultă că arhitectul se află chiar în inima problemelor de arbitraj între performanţele energetice şi costul lucrării.

xxx

După cum s-a observat, ar fi de neînţeles pentru noi arhitecţii să rămînem la vechile habitudini. Sigur, nu este uşor să se demareze o astfel de tactică de conştientizare a impor­tanţei eficienţei energetice, mai ales în învăţămînt, dar, după cum s-a observat, imi­nenţa apariţiei legilor ne va impune acest lu­cru. De asemenea este cert că unii dintre noi încearcă o astfel de atitudine la cursuri sau în cadrul unor proiecte, dar din păcate ele sînt cazuri izolate.

Eu cred că numai o acţiune concertată, care bineînţeles să vizeze şi catedrele de proiectare ar duce la educarea viitorilor conceptori de arhitectură în sensul unei abordări bioclimat­ice, în ideea conceperii acelor "structuri efi­ciente energetic", sau cu un "bun comporta­ment energetic".

Oricum, oricare ar fi scenariile pentru vii­toarele consumuri energetice, tendinţa mondi­ală este spre reducerea consumurilor, moti­vele fiind multiple şi convingătoare.

în virtutea aceleiaşi idei, o universitate, al cărei rol este de a forma specialişti, trebuie să fie "înaintea vremurilor", devansînd cu 5 - 10 ani situaţii ce par pe moment deziderate, dar care trebuie să se transforme în viitor, în certi­tudini.

Acesta este şi cazul unui alt tip de abordare în procesul concepţiei de arhitectură, în care componenta energetică să facă parte din legile ce guvernează actul de creaţie arhitecturală.

192

N O T E B I B L I O G R A F I C E

N O T E

i INTRODUCERE — — — — — •

"Energy for Tomorrow's World"- World Energy Council (The Realities, the Real Options and the Agenda for Achievement), St. Martin's Press - 1993.

2. Patterson Walt "Energy, Efficiency and the Economic Transition"- Rebuilding Romania, The Royal Institute of International Affairs - Energy and Environmmental Programma, Earthscan Publications Ltd. Londra, 1994.

3. loanid Virgil "Urbanism şi mediu", Editura Tehnică, 1991.

4 Comisia Comunităţii Europene - Directoratul General XVII pentru Energie -Lucrările simpozionului "Solar Energy and Buildings", decembrie 1993.

5 Raportul final al Programului Phare - Sector energie, "Strategia surselor de energie regenerabilă în Romania", întocmit sub patro­najul Comunităţii Europene - Directoratul General pentru Relaţii Economice, mai 1996.

6 "Communities Seminar on Bioclimatic Architecture and Practicai Design", coordonat de Research Group, School of Architecture, University College, Dublin, Atena, 1991.

7 Conferinţe ale PLEA (Passive and Low Energy Architecture),

Spania, 1991; Auckland, Noua Zeelandă, 1992; Israel, 1994.

8 Seminar de arhitectură bioclimatică, Sevilla, 1989

9. E. N. Carabateas "Institutional Framework for the Promition of Renewable Energy Sourses"- Proceedings of the Fourth National Conference, Grecia, 1992.

10 Se prevede extinderea activităţii în sectorul agricol, rezidenţial, şi comercial. Cel mai important rol este acela de a convinge consumatorii de energie să ia măsuri adecvate pentru creşterea eficienţei energe tice, deci de reducere a consumurilor de energie:

- finanţează de la buget proiecte de eficientă energetică; - încurajează modernizarea echipamentelor şi a instalaţiilor ce vizează economisirea energiei; - promovează sursele enegetice regenerabile şi Înlocuirea hidrocarburilor cu alte surse de energie; - Înlesneşte şi organizează cooperări internţionale în scopurile amintite; - organizează conferinţe şi programe educaţionale, colaborea ză cu institute de cercetare, învăţămînt superior, organizaţii

1 9 3

N O T E B I B L I O G R A F I C E

profesionale, pe temele amintite; - are 3 sectoare: 1 strategie, planificare şi proiectare; 2 pro grame de implementare şi monitorizare; 3 financiar economic; - 30% din totalul investiţiilor în eficienţă energetică este supravegheat de ARCE; - scopul cel mai important pe termen scurt sunt programele de cercetare ce prevăd reducerea pierderilor de căldură în clădiri şi reţele de distribuţie; antamarea echipelor manageriale.

CRIZELE ENERGETICE MONDIALE E ™ — - m m m m w m m n m n m m ^ m a ^ .

1 ENERG-Energie, Economie, Recuperare, Gospodărire "Conferinţa Mondială a Energiei" nr.5, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988; "Energie, Economie, Mediu ambiant' nr.5, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988; "Cooperare internaţională, tehnică şi econo­mică'^ "Supraconductibilitatea" nr.6, Editura Tehnică, Bucureşti 1988.

2 "Energie, Besoins, Espoires? - Conference Mondiale de l'Energie,

13-e Congres - Cannes - Franţa 1986.

3. Stein Richard "Architecture and Energy", Anchor Press. New York, 1977.

4 L'Architecture d'Aujourd'hui, nr.209, Iunie 1980, "Solaire passifou actif", nr.220, Aprilie 1982.

5. Naroff "Dezvoltarea urbană şi problema poluării", The Journal of Urban Analysis - S.U.A., vol.7 nr.1, Februarie, 1982.

6. Hafele Wolf "Energia într-o lume finită." Editura Politică, Bucureşti, 1983.

"Energia problemă globală". Editura Tehnică, Bucureşti, 1987.

7. loanid Virgil "Urbanism şi energie". Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

8. Stein R.G "Architecture and Energy", Anchor Press. New York, 1977. Studiul este confirmat de "World Energy to 2000' în "Energy for Tomorrow's" St. Martin's Press-1993.

9. Patterson Walt "Energy, Efficiency and the Economic Transition' - Rebuilding Romania'The Royal Institute of Energy and Environmental Programma, Earthscam Publications Ltd. Londra, 1994.

10 Comisia Europeană - "Strategia surselor de energie regenera bilă în Romania"- Raport final - voi 1 - 2 , mai 1998.

11 "Raport du Comite Permanent des Industries" - Comunitatea Economică Europeană, ianuarie 1995.

— — ISTORIC

1. Stein R.G "Architecture and Energy", Anchor Press, New York, 1977.

2. Wright D "Soleil, nature, architecture", Ed. Paranthese, 1980, Roquevaire.

194

N O T E B I B L I O G R A F I C E

3. Jurov Cosma "Arhitectura bionică şi bioclimatică", Ed. Tehnică, Bucureşti 1985

4. Knowle R "Energie et forme", Ed. Paranthese, 1981, Roquevaire.

— — — HEUOTEHNICA — — — — —

1. Tabor Harry "L'heliotechnique et Ies economies de l'energie". Impact, voi.30

nr.4, Decembrie, 1980.

2. Spânulescu I "Celule solare", Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1983

3. Vaillant J.R "Utilisations et promesses de l'energie solaire", Ed. Eyrolles, Paris,

1978.

4. Crowter Richard AIA, "Sun, Earth".

5. Cardonell Ch "Calcul des aports solairs directs", Chaud, froid, plomberie Ianuarie 1981 nr.413.

6 "Conceptions thermique de i'habitat solaire", Chaud, froid, plomberie. Ianuarie 1980, nr.409.

7 LArchitecture d'Aujourd'hui, nr.209, Iunie 1980, "Solaire passifou actif", nr.220, Aprilie 1982.

8 Energie Solaire Actualite - Franţa nr.112, Iunie 1982, pag.9 "Proiectul celei mai mari centrale fotovoltaice ale lumii". "Instalaţie solară menajeră", nr. 110, Mai 1982.

9 Revue General de l'Electricite - Franţa nr.11, Noiembrie 1982, Centrale solare de la Vignola"; nr.3, Martie 1983, "Surse noi de energie în Franţa".

— • ••I I. ARHITECTURA SOLARĂ ^ —

1 Bioclimatologia - este o ramură a climatologiei care se ocupă cu efectele mediului fizic înconjurător asupra organismrlor vii, pe o perioadă de timp. Acum 2000 de ani Hippocrates atinge aceste probleme în tratatul său despre "Aer, apă şi locuri". Această ştiinţă este nouă, dezvoltîndu-se în mod semnificativ în anii '60, legată de deteriorarea mediului. Pentru că aproape toate aspectele climatului şi vremii au efect asupra organismelor vii, sfera bioclimatobgiei este fără limite, Encyclopedia Britanica, 1994

2 Raport - "Habitat, Economie, Energie", Paris, ianuarie, 1995

3. Vaillant J.R "Utilisations et promesses de l'energie solaire", Ed. Eyrolles, Paris, 1978.

4 L'Architecture d'Aujourd'hui, "Solaire passifou actif", nr.220, Aprilie 1982.

1 9 5

N O T E B I B L I O G R A F I C E

5. Crowter Richard AIA, "Sun, Earth".

6. Hurpy Isabelle "Eftets de serres", Pye Edition et Edisud, 1980.

Nicolas Frederich ^Architecture D'Aujourd'hui nr.209.

7. Oncescu T "Conversie fotochimică şi stocare de energie solară',

lonescu G. Editura Academiei, Bucureşti, 1985.

8. Mazria Edward "The Passive Solar Energy Book', Rodale Press, 1982.

9. Bereny Howell "Guide to Solar Energy", Solar Energy Informations Services, San Mateo, 1979.

Echos de Jerusalem, Iunie 1985 "Israelul mare consumator de energie solară."

"Onouă arhitectură T rubrică realizată de arh. Ion Enescu, revista "Arhitectura" nr. 2 - 3, 1981; "Arhitectura solară, o problemă de mutaţie, sau de perfecţionare a concepţiilor actuale?, revista "Arhitectura" nr. 3, 1981; "Energii noi, vechi nostalgii", arh. S.Miclescu, "Arhirectura" nr. 3, 1981; "Locuire şi energie azi", arh. Şt. Mănciulescu, "Dezvoltarea in perspectivă a clădirilor de locuit, cu luarea în consideraţie a energiei solare" (studiu), "Arhitectura" nr. 4 - 5 , 1981.

SPAŢIILE CONSTRUITE Şl AMENAJATE •~^mmmmmmmmmmi^mmmmm

1. Ciobanu Laurenţiu "Tendinţe urbanistice în S.U.A", Arhitectura R.S.R. nr.4, 1984

2. Crowter Richard AIA, "Sun, Earth".

3. Hamer J Solar Energy - Earth, Energy and Environment, Washington, 1978, Ed. Research Reports.

4. Leconte P "The Environment of Human Settlements", Pergamon Press. Oxford, 1980.

5 CIPSP nr.1/1983, "Metode moderne în sistematizarea urbană şi teritorială".

— FACTORII DE im " r i l Ţ 8 ~

1. Olgyay Victor "Design with Climate"- Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism, Pincerton University Press - New Jersey, 1967.

2. Leconte P "The Environment of Human Settlements", Pergamon Press., Oxford, 1980.

3. Wright D "Soleil, nature, architecture", Ed. Paranthese, 1980, Roquevaire.

4 Urban Design Newsletter - S.U.A. nr.7, Decembrie 1983, "Spatii verzi în oraşe".

196

N O T E B I B L I O G R A F I C E

5. Crowter Richard AIA, "Sun, Earth".

— O R G A N I S M URBAN, METABOLISM URBAN — — — ™ — • —

1. loanid Virgil "Urbanism şi energie", Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

2. Sandu Alexandru Curs de 'Teoria structurilor urbane", Institutul de Arhitectură

"Ion Mincu" - Bucureşti.

— — i — ™ — — CAPTAREA

1. Olgyay Victor "Design with Climate"- Bioclimatic Approach to Architectural

Regionalism, Pincerton University Press - New Jersey, 1967.

2. loanid Virgil "Urbanism şi energie", Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

3. Watson Donald "Le livre des maisons solaires", S.C.E. Editions l'Etincelle.

4. Bereny Howell "Guide to Solar Energy, Solar Energy Informations Services, San Mateo, 1979.

5 L'Architecture d'Aujourd'hui, "Solaire passif ou actif", nr.220, Aprilie

1982.

6 Raport- "Habitat, Economie, Energie", Paris, ianuarie 1995.

7. Crowter Richard AIA, "Sun, Earth'.

8. Cole, Huck, Vliet "Active Solar Energy Systems", Texas, 1979. 9. Knowle R "Energie et forme", Ed. Paranthese, 1981, Roquevaire.

Rencontre du centre de recherche d'urbanisme, "Espaces exterieurs urbains".

PROTECŢIE M ^ ^ — — •

1. loanid Virgil "Urbanism şi energie", Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

2. Olgyay Victor "Design with Climate" - Bioclimatic Approach to Architectural

Regionalism, Pincerton University Press - New Jersey, 1967.

3. Watson Donald "Le livre des maisons solaires", S.C.E. Editions l'Etincelle.

4 Architecture d'Aujourd'hui, nr.209, Iunie 1980, "Solaire passif ou actif", nr.220, Aprilie 1982.

5. Bereny Howell "Guide to Solar Energy", Solar Energy Informations Services, San Mateo, 1979.

6 I'AGHTM -"Conclusions des etudes", "La viile et l'energie", "Energie et circulation".

1 9 7

N O T E B I B L I O G R A F I C E

1 1 SCENARII ENERGETICE « —

1. Hafele Wolf "Energia problemă globală", Editura Tehnică, Bucureşti, 1987.

2. loanid Virgil "Urbanism şi energie", Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

3 1'AG HTM -"Conclusions des etudes", "La viile et l'energie",

"Energie et circulation".

4. Stein R.G "Architecture and Energy", Anchor Press, New York, 1977.

5. Talbot J.J "Bioecologie et environnemenf, Impact, vol.30 nr.4, octombrie-decembrie, 1980.

6. Ursu loan "Energia solară în prezent şi în perspectivă", Academia R.S.R, Bucureşti, 1985.

— — GRARCA, DESENE, FOTO • , „

1 "Le grand Atlas de I'Architecture mondiale" realizat de Encyclopaedia Universalis, publicat de Michell Beazlei, Paris, 1982, 1992.

2 "L'aventure de L'ArtauXIX-e siecle", Franţa, Ste. Nouvelle des Editions du Chene, 1991.

3 "Encyclopedia of Modern Architecture", editor Thomas and Hudson, Londra, 1965.

4. Frampton Kenneth "A Critical History of Modern Architecture", editor Thomas and Hudson, Londra , 1987"Bordas Encyclopedie", editor Bordas, Belgia, 1979.

5 "The History of Scientific Discovery', editor Jack Maedows, Equinox (Oxford) Ltd. 1987.

6. Baltrusaidis Jurgis "Oglinda", Editura Meridiane, 1981.

7. Crowter Richard AIA Sun, Earth.

8. Bereny Howell "Guide to Solar Energy", Solar Energy Informations Services,

San Mateo, 1979.

9. Hafele Wolf "Energia într-o lume finită', Editura Politică, Bucureşti, 1983.

10. lonescu Grigore "Arhitectura populară românească", Editura Meridiane,

Bucureşti, 1971.

11. loanid Virgil "Urbanism şi energie", Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

12. Muret J.P "Espaces exterieurs urbains", Rencontre du centre de recherche d'urbanisme, 1977.

198

N O T E B I B L I O G R A F I C E

13. Olgyay Victor "Design with Climate" - Bioclimatic Approach to Architectural

Regionalism, Pincerton University Press - New Jersey, 1967.

14. Pereş Andreas "Casa solară Neptun", Arhitectura R.S.R. nr.6, 1981.

15. Stein R.G "Architecture and Energy, Anchor Press. New York, 1977.

1$. Vaillant J.R "Utilisations et promesses de l'energie solaire", Ed. Eyrolles,

Paris, 1978.

17. Wright D "Soleil, nature, architecture", Ed. Paranthese, 1980, Roquevaire.

18. Watson Donald "Le livre des maisons solaires", S.C.E. Editions I'Etincelle.

19 L'Architecture d'Aujourd'hui, "Solaire passifou actif", nr.220, Aprilie 1982

20 1'AGHTM -"Conclusions des etudes", "La viile et l'energie", "Energie et circulation".

21 Echos de Jerusalem, Iunie 1985 "Israelul mare consumator de energie solară."

22 "Energie, Besoins, Espoires"-Conference Mondiale de l'Energie,

13e Congres - Cannes - Franţa 1986.

— — . DIVERSE — — — — n ^ ^ ^ —

1 "Engineering's Guide to Solar Energy", Solar Energy Information Services, San Mateo, California, 1979

2. Iscrulescu, Gh. Ispăşoiu "Sistemul international de unităţi de măsură", Editura Tehnică, Bucureşti, 1970

3 "Dicţionar de termeni folosiţi în domeniul energiei', Consiliul Mondial al Energiei (WEC), A&C International S.A. Bucureşti, 1995

1 9 9

B I B L I O G R A F I E

I Artemenko V.S. Energia solară la sate. Arhitectura şi sistematizarea rurală. 1983.

I Arzumanian V. Archi de soleil et Archi de terre. şi Bardot P. Editura Paranthese. 1980. Roquevaire.

I Bouchez Gilles

! Baltrusaidis Jurgis

I Bereny Howell

Brown Lester

I Celac Mariana, Botez IU.,

! Ciobanu Laurenţiu

Vivre avec le climat, nr.45, octombrie 1974, pag.32.

Oglinda. Editura Meridiane. 1981.

Guide to solar energy; Solar energy informations sen/ices. San Mateo, 1979.

Probleme globale ale omenirii. Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

Sistemele spaţiului amenajat. Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1980.

Tendinţe urbanistice în S.U.A. Arhitectura R.S.R. nr.4, 1984.

Crowter Richard AIA Sun, Earth.

Cole, Huck, Vliet Active solar energy systems. Texas, 1979.

\ Cardonell Ch.

Enescu Ion, Berceanu Ioana

Calcul des aports solairs directs. Chaud, f plombehe, Ianuarie 1981 nr.413, pag.85. Conceptions thermique de l'habitat solaire. Chaud, froid, plomberie. Ianuarie 1980, nr.409, pag. 129.

O locuinţă colectivă cu consum energetic redus. Arhitectura R.S.R. nr.2-3, 1981.

I Hafele Wolf Energia într-o lume finită. Editura Politică, Bucureşti, 1983. Energia problemă globală. Editura Tehnică, Bucureşti, 1987.

Hurpy Isabelle Effets de serres. Pye Edition et Edisud, 1980. şi Nicolas Frederich LArch. D'Aujourd'hui nr.209.

Hamer J.

lonescu Grigore

Solar Energy - Earth, Energy and Environment, Washington, 1978, Ed. Research Reports.

Arhitectura populară românească. Editura Meridiane, Bucureşti, 1971.

2 0 0

B I B L I O G R A F I E

loanid Virgil Urbanism şi energie. Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

Izar J.L. Archi bio. Ed. Paranthese 1981, Roquevaire.

Jurov Cosma Arhitectura bionică şi bioclimatică, Ed. Tehnică, Bucureşti 1985 Centre Civice, Ed. Tehnică, Bucureşti.

Knowle R. Energie et forme. Ed. Paranthese, 1981, Roquevaire.

Kopp Anatoie Viile et revolution. Editions Anthropos, 1967.

Lefebre Henri Le droit de la viile.

Lang P. Sistematizările urbane şi criza de energie. Architecktura CSR, 1982, pag.81-86.

Lowins Amory Hard and soft energy. COMPLES, decembrie 1977.

Leconte P. The Environment of Human Settlements, Pergamon Press., Oxford, 1980.

Laurian R. Probleme de estetică a oraşelor. Editura Tehnică, Bucureşti, 1962.

I Lăzărescu C. Urbanismul în România, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977.

I Mazria Edward The passive solar energy book. Rodale Press, 1982.

I Moraru Simion Erupţiile solare, sursă dinamică a electricităţii atmosferice. Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1980.

! Muret J.P., Espaces exterieurs urbains. Rencontre du centre De Fouchier P., de recherche d'urbanisme, 1977. Paoletti M.C.

Naroff Dezvoltarea urbană şi problema poluării. The Journal of Urban Analysis - S.U.A., voi.7 nr. 1, Februarie, 1982, pag.87-101.

I O'Hall D., Solar World Forum - Solar Technology in the Morton June Eighties. Procedings of the International Solar

Energy Society Congress, Brighton, August 1981, Pergamon Press.

2 0 1

B I B L I O G R A F I E

I Olgyay Victor

I Oncescu T., lonescu G.

Design with Climate - Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism. Pincerton University Press - New Jersey, 1967.

Conversie fotochimică şi stocare de energie solară. Editura Academiei, Bucureşti, 1985.

Casa solară Neptun. Arhitectura R.S.R. nr.6, 1981.

Arhitectura şi tehnica populară. Editura Tehnică, Bucureşti, 1984.

Streets for People. London 1972.

Curs de teoria structurilor urbane. Institutul de arhi­tectură Ion Mincu.

Arhitectura contemporană a Franţei. Paris 1981.

Architecture and Energy, Anchor Press. New York, 1977.

Celule solare. Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1983.

L'heliotechnique et Ies economies de l'energie. \mpact, voi.30 nr.4, Decembrie, 1980.

Bioecologie et environnement. Impact, vol.30 nr.4, octombrie-decembrie, 1980, pag.291.

Oraşele în mişcare. Bucureşti, Editura politică, 1979.

Energia solară în prezent şi în perspectivă. Academia R.S.R., 1985.

Utilisations et promesses de l'energie solaire. Ed. Eyrolles, Paris, 1978.

I Veziroglu N.

I Vernescu D., Ene A.

Wright D.

International Progress. Proceedings of the International Symposium Workshop on Solar Energy, Pergamon Press., 1980.

însorirea şi iluminarea naturală în arhitectură şi urbanism. Editura Tehnică, Bucureşti 1968.

Soleil, nature, architecture. Ed. Paranthese, 1980, Roquevaire.

2 0 2

B I B L I O G R A F I E

Watson Donald Le livre des maisons solaires. S.C.E. Editions I'Etincelle.

! Paponi Anca, New Energy Resources and Conservation; Constantinescu Dan Departament Building Resarch Institute. INCERC -

Bucureşti.

x x Architecture Interieure. Franţa nr.187, Februarie 1982, pag.68-

x x Arhitectura RSR 1973 "Estetica ambianţei urbane".

Arhitectura R.S.R. nr.2-1969 "Sociologia locuinţei' nr.3/1980; nr.2/1982.

L'Architecture d'Aujourd'hui, nr.209, Iunie 1980, pag.15-30 "Solaire passif ou actif", nr.220, Aprilie 1982, pag.68 "Case solare grupate in Finlanda".

Arhitektura SSSR nr.19, 1980, pag.3 "Metodă structural sis-temică de proiectare urbanistică, nr.1,1982, pag.27 "Schemă tehnologică de proiectare urbanistică în funcţie de condiţiile mediului înconjurător"; nr.8, 1982, pag2 "Un nou sistem solar de încălzirea locuinţelor"; nr.1, 1982, pag.56 "Complex multi­funcţional social-locativ la Augsburg RFG".

"Actualite, combustible, energie" Mai 1981, Franţa.

Genie climatique nr.233.

AIA - Journal nr.6, 1980, pag.58 "Energy Conservation Capital of the Nation"; nr.14, Decembrie 1982, pag.41 "Sistematizarea centrului unui oraş din SUA"

Arhitectura SSSR nr.4, 1981, pag.8-10 "Arhitectura construcţior monoetajate cu alimentare energetică autonomă".

Architektur der DDR nr. 11, 1982, pag.675 "Reducerea con­sumului de căldură într-un cartier de locuinţe din RDG".

"Analiza statistică a proceselor meteorologice cu aplicaţii pen­tru energia solară". Studiu Institutul Politehnic Bucureşti, 1983.

"About the Environnement". Civil enginering nr.9, 1980.

I'AGHTM -"Conclusions des etudes", "La viile et l'energie", "Energie et circulation".

Asociaţia franceză pentru studierea şi dezvoltarea aplicaţiilor energiei solare. Paris, "Delegaţia pentru energiile noi - cuvînt de deschidere".

2 0 3

B I B L I O G R A F I E

xx Chaud, froid, plomberie. Ianuarie 1981, nr.411, pag.73 "L'energie solaire dans l'habitat".

x x CiPSP nr.1/1983, pag.73 "Metode moderne în sistematizarea urbană şi teritorială".

x x "Centrală solară de 30 Mw." Modern Power Systems; Marea Britanie, nr.11, Decembrie 1982, pag.3; nr.6, Iulie 1982, pag.3 "Centrale solare în SUA".

x x Batiment International - Franţa nr.1, lanuarie-Februarie 1952, pag.50 "Sat solar".

x x E.D.F. "Directions des etudes et recherche", Paris, 1982 ' I e s energies nouvelles".

x x Echos de Jerusalem, Iunie 1985 "Israelul mare consumator de energie solară."

x x The Journal of the Chartered Institution of Building Services nr.1 - 1981. London.

x x Energie solaire actualite, Franţa nr.112, Ianuarie 1982, pag.9 "Centrală solară în Australia".

| ) x x x Genie rural. Franţa nr.5, Mai 1982, pag.30 "Schema unei ferme agricole solare".

<x Futuribles 2000. Franţa nr.37, Octombrie 1980, pag.89 "Marile oraşe ale lumii".

<x Farbe und Raum - RDG nr.10, Octombrie 1982, pag.19 "Amenajarea centrului oraşului Schinshukan, Japonia; "Idei pentru sistematizarea unui oraş mic".

< x Deutsche Bauzeitung RFG, nr.5, Mai 1980, pag.30 "Blocurile de apartamente - Los Granados din Altamira Venezuela.

<x Energie, Besoins, Espoires - Conference Mondiale de l'Energie, 13e Congres - Cannes - Franţa 1986.

( x Energie Solaire Actualite - Franţa nr.112, Iunie 1982, pag.9 "Proiectul celei mai mari centrale fotovoltaice ale lumii". "Instalaţie solară menajeră", nr.110, Mai 1982, pag.5.

tx Deutsche Bauzeitung RFG nr.4, Aprilie 1981, pag.60 "Două proiecte de case solare pasive".

: x llişcinoe Stroitelstvo URSS nr.1, 1980, pag.19 "Complex de locuinje multifunctional amplasat în centrul oraşului".

: x "Energie solară pentru o aşezare din Tunis" Chemical Week SUA, nr.6, August 1982, pag.33.

204

B I B L I O G R A F I E

The Japan Industrial and Technological Bulletin Japonia, Ianuarie 1982, pag.29 "Un nou tip de colectoare solare".

industries et Technique - Franţa, nr.483, Mai 1982 pag. 107 "Sat solar autonom".

Lucrările Conferinţei de la Bruxelles - 1984 "Mediul ambiant al aşezărilor omeneşti".

Des .3. Internationalen Sonnenforums, 24-27 Iunie 1980, Hamburg, Technische Redaktion, 1981.

Le monde urbaine - Franţa nr.203 Octombrie-Decembrie 1981, pag.77 "Oraşul sistem complex".

Machine Design - SUA, nr.24, Octombrie 1982, pag.2 "Sistem energetic solar cu randament de 29%".

Mechanical Engieening - SUA nr.5, Mai 1982, pag.69 "Centrală electrică cu bazin solar".

Le Monde Urbain - Franţa nr.203, Octombrie-Decembrie 1981, pag. 17 "Prognoza populaţiei principalelor 35 mari aglomeraţii urbane mondiale".

Mechanical Engineering - SUA nr.3, Martie 1980, pag.55 "Apă + sare + soare = energie electrică"; nr.1, Ianuarie 1980, pag.19 "instalaţia sola Roll" nr.3, Iunie 1981, pag.76 "Dispozitiv de urmărire a soarelui".

Nouvelles Economiques de Suisse - Elveţia nr.3, Mai 1983, pag.6 "Transformarea energiei solare în energie electrică".

ENERG-Energie, Economie, Recuperare, Gospodărire "Conferinţa Mondială a Energiei" nr.5, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988; "Energie, Economie, Mediu ambiant' nr.5, Editura Tehnic, Bucureşti, 1988; "Cooperare internaţională, tehnică şi economică"şi "Supraconductibilitatea" nr.6, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

Moniteur de l'Electricite-Franţa nr.403, Octombrie 1983, pag.45 "Corp de iluminat solar".

Population et Societe-Franţa nr.141, Noiembrie 1980, pag.1-4 "Dezvoltarea oraşelor şi populaţiilor urbane".

Power Engineering - SUA nr.7, Iulie 1982, pag.77 "Instalaţii fotovoltaice în S.U.A. şi Arabia Saudită".

Raport al Conferinţei Internaţionale - Varese 1979 "L'energie solaire au services du developement".

2 0 5

B I B L I O G R A F I E

La recherche - nr,195, Ianuarie 1988, "La supraconductions".

"Procesul de urbanizare în România", Bucureşti, 1970.

Editura Politică,

"Programul de tehnologii pentru folosirea energiei solare 1977-1980" editat de Ministerul Federal pentru Cercetare şi

Tehnologie - R.F.G.

Revue General de l'Electricite - Franţa, nr.11, Noiembrie 1982, pag.787 "Centrale solare de la Vignola'" nr.3, Martie 1983, pag.237 "Surse noi de energie în Franţa".

Studiu privind " Dezvoltarea în perspectivă a clădirilor indus­triale şi civile, cu luarea în consideraţie a energiei solare "-Proiect IPCT nr.5598/1981.

Studiu privind: "Soluţii pentru economisirea resurselor ener­getice convenţionale la nivelul amplasării şi grupării clădirilor de locuit şi la nivelul circulaţiei şi transportului urban", Contract nr.18/1982, Catedra de Sistematizare - Institutul de Arhitectură "Ion Mincu", Bucureşti.

Sources d'Energie Nouvelles et Renouvelable Mai 1981, pag. 15-19 "Aprecierea procedeelor de exploatare a surselor neconvenţionale de energie".

Sciences et Technique - Franţa nr.88, Septembrie 1982, pag.39 "Bugetul departamentului energiei din S.U.A. pentru surse de energie regenerabile".

Studiu I.P.J. Cluj-Napoca "Spaţiul urban al noilor cartiere".

"Solar Dwelling Design Concepts", The AIA Research Corporation, Washington, 1976.

Science et vie, 1987 "Perspectivele stocării energiei cu aju­torul supraconductorilor"; Decembrie 1987 Ta supraconduc-tion".

Studii Institutul Politehnic Bucureşti: "Bilanţul termic al unei case solare" "Radiaţia solară - conversia termică şi aplicată" "Societăţile şi energia - colecţii 1972-1980" "Energia solară şi stocajul 1977"

Swidish Building Research News nr.2 1982 "Proiecte noi iniţiate de Consiliul Suedez pentru studiul clădirilor".

"Soluţii pentru economisirea resurselor energetice convenţionale la nivelul amplasării şi grupării clădirilor de locuit "Institutul de Arhitectură "Ion Mincu" - Bucureşti.

206

B I B L I O G R A F I E

Technica - Elveţia nr.24, Noiembrie 1980, pag.2247 "Acoperişul energetic Sessa-therm".

Urban Design Newsletter - S.U.A. nr.7, Decembrie 1983, pag.3-4 "Spaţii verzi în oraşe".

Rencontre du centre de recherche d'urbanisme, "Espaces exterieurs urbains".

Raport du Comite Permanent des Industries , Comunitatea Economică Europeană, ianurie 1995

Raport- "Habitat, Economie, Energie", Paris, ian. 1995

2 0 7

R O M Â N I A - S i t u a ţ i a a c t u a l ă

I. Deita Dunării (energie solara); II. Dobrogea (energie solara, energie eoliana); III. Moldova (câmpie si platou; micro-hidro, energie eoliana, bio-masa); IV. Carpatii (IV1 - Carpatii de Est; iV2 - Carpatii de Sud; IV3 -Carpatii de Vest, potential ridica! in biomasa, micro-hidro); V. Platoul Transilvaniei (potential ridicat pentru micro-hidro); VI. Câmpia de Vest (potential ridicat pentru energie geotermica); VII. Subcarpatii (VIU - Subcarpatii getici; VII2 - Subcarpatii de cur­bura; VH3 - Subcarpatii Moldovei: potential ridicat pentru biomasa, micro-hidro); VII!. Câmpia de Sud (biomasa, energie geotermica, energie solara).

Dispunerea SER pe teritoriul României

y. Ti.

împărţirea tarii în regiuni după nivelul cantităţii de radiaţie solară (sursa: "Problemele generale ale ecologiei în Romania")

SITUAŢIA A C T U A L Ă A S U R S E L O R D E E N E R G I E R E G E N E R A B I L E Şl P E R S P E C T I V E L E P E N T R U R O M A N I A

RAPORTUL SER - 2006

România are o populaţie de 22,5 milioane locuitori şi o suprafaţă de 238.391 km2. Aproximativ 12,4 milioane de români (55%) trăiesc în oraşe în timp ce 10,4 milioane trăiesc în mediul rural. Cam 2 5 % din populaţia României trăieşte în comune mici unde numărul locuitorilor este între 2 şi 5 mii, în timp ce 16% din locuitori trăiesc în comune cu o populaţie între 5 şi 10 mii de locuitori.

Populaţia rurală împreună cu populaţia urbană din oraşele medii (sub 50 mii de locuitori) vor fi considerate ca segmentul pri­mar al pieţei pentru aplicaţiile SER, având în vedere că această populaţie ( 6 1 % din total) este în apropierea resurselor şi este probabil să nu aibă aceleaşi posibilităţi şi aceeaşi diver­sitate a aprovizionării cu energie ca populaţia urbană.

SER pot constitui un venit suplimentar pen­tru populaţia rurală într-o perioadă în care tranziţia spre economia de piaţă generează înapoierea şi sărăcirea mijloacelor materiale. Combinarea calităţii de producător şi con­sumator de energie poate fi unul dintre princi­palele obiective ale strategiei în zonele rurale.

O creştere a cererii de energie va conduce la creşterea dependenţei de energia din im­port, care în prezent este furnizată la un preţ foarte scăzut (gaz din Rusia, preţ scăzut pen­tru cărbune şi petrol pe piaţa mondială). Această situaţie, cu surse de energie primare, ieftine, este nesigură. Una din sarcinile SER este reducerea acestei dependenţe şi în con­secinţă, reducerea nivelului plăţilor pentru energia primară importată.

Sectorul industrial este cel mai mare con­sumator de energie din România, datorită pon­derii industriilor mari. Cam 53% din consumul

208

S i t u a ţ i a a c t u a l ă - R O M Â N I A

de energie primară are loc în acest sector. Sectorul casnic are în prezent o contribuţie rel­ativ redusă, de 16% din consumul de energie primară, reflectând limitele furnizării de energie şi /sau a puterii de cumpărare, în timp ce 3% este consumat de sectorul agricol. Se fac eforturi în prezent în sectorul industrial şi în sistemul energetic centralizat pentru îmbu­nătăţirea situaţiei furnizării, reducerea pierder­ilor şi modernizarea managementului.

De aceea, SER se vor orienta asupra sis­temelor descentralizate, având ca obiectiv principal cererea de energie pentru sectorul casnic.

De-a lungul ultimei decade a fost iniţiat un ambiţios program pentru dezvoltarea aplicaţiilor şi tehnologiilor bazate pe surse de energie regenerabilă (SER),

Programul s-a axat în esenţă pe un număr mare de aplicaţii avînd un profil larg. Multe din­tre aceste proiecte au eşuat, adeseori datorită controlului redus al calităţii producţiei, precum şi eficienţei economice necorespunzătoare. Activităţile de cercetare dezvoltare din acest domeniu au fost efectuate fără a acorda o sufi­cientă atenţie aspectelor economice ale apli­caţiilor, cererilor utilizatorilor şi necesităţilor producătorilor.

Drept rezultat al acestor activităţi forţate din anii '80, domeniul surselor de energie re­generabilă este afectat şi astăzi, datorită ima­ginii negative din trecut şi de aceea, activităţile din ţară în acest domeniu, sânt în prezent foarte restrânse.

în cadrul tranziţiei spre economia de piaţă din România, sectorul energetic a fost complet reorganizat încă din 1990, pentru a-şi îmbu­nătăţi performanţele economice. Energiile regenerabile, fiind surse de energie descen­tralizate, constituie un domeniu promiţător pentru aplicaţii privind atât utilizatorii publici, cât şi cei individuali, contribuind la dezvoltarea durabilă şi sănătoasă a societăţii.

Politica şi cadrul legal de dezvoltare a sur­selor regenerabile la nivelul Uniunii Europene

Sectorul energetic european are de rezolvat în actualul mileniu trei mari probleme:

- reducerea dependenţei faţă de com­bustibilii fosili şi implicit de importuri din zone

Politica şi cadrul legal de dezvoltare a surselor regenerabile la nivelul Uniunii Europene

Sursă Potenţial

anual Aplicaţie

Energie solară 30,0 PJ 1,2 TWh

Energie termică Energie electrică

Energie eoliană 23,0 TWh Energie electrică Energie hidro, din care Micro-hidro

40,0 TWh 5,0 TWh

Energie electrică Energie electrică

3 omasă 318,0 PJ Energie termică Energie geothermală 7,0 PJ Energie termică

Potenţialul energ al surselor de energie regeners

atic bilă din România

Sursă Potenţial anual

Aplicaţie

Energie solară 60.0 PJ 1,2 TWh

Energie termică Energie electric ă

Energie eolian ă 23,0 TWh Energie electric ă Energie hidro, din care Micro-hidro

40,0 TWh 6,0 TWh

Energie electrică Energie electrică

Biomasa 318,0 PJ Energie termică Energie ^eothermală 7,0 PJ Energie termică

Utilizarea SER la producerea de energie (1998)

2 0 9

R O M Â N I A - S i t u a ţ i a a c t u a l ă

instabile politic şi economic; - creşterea siguranţei în alimentarea cu

energie folosind resursele amplasate pe terito­riul comunitar;

- reducerea impactului negativ asupra medi­ului datorat tehnologiilor actuale de producere şi utilizare a energiei.

în urma Conferinţei Mondiale de la Rio din 1992 şi al protocolului semnat în anul 1997, la Kyoto, de către marea majoritate a statelor lumii, s-au stabilit procentele cu care fiecare parte implicată va reduce emisiile poluante în atmosferă.

Cu toate că Statele Unite ale Americii au semnat acest protocol pe care azi nu-l mai recunosc, Uniunea Europeană s-a angajat, unilateral, să reducă emisiile poluante din atmosferă cu 8% în intervalul 2008 - 2010, în raport cu valorile înregistrate în anul 1990, elaborând în acest sens două documente strategice:

- Carta Verde către o strategie europeană pentru creşterea siguranţei în alimentarea cu energie;

- Carta Albă energie pentru viitor: surse regenerabile de energie.

Directiva Parlamentului European şi a Consiliului 2001/77/CE pentru promovarea surselor regenerabile de energie pe piaţa internă de electricitate, aprobată în anul 2001, stipulează angajamentele fiecărei ţări membre UE privind creşterea ponderii surselor regen­erabile la 12,5% din consumul comunitar total de energie (exclusiv hidrocentralele de mare putere).

Uniunea Europeană deţine excelenţa mon­dială în majoritatea tehnologiilor pentru valori­ficarea surselor noi şi regenerabile de energie, mai mult de o treime din cifra de afaceri mon­dială a industriei de profil revenind europenilor.

Cadrul legal existent in România Legea nr. 199/2000 privind utilizarea efi­

cientă a energiei, republicată, stipulează că autoritatea competentă pentru promovarea uti­lizării SER este Agenţia Română pentru Conservarea Energiei.

Conform Hotărârii Guvernului nr.941/2002, Agenţia Română pentru Conservarea Energiei are responsabilitatea promovării surselor noi şi

regenerabile de energie: biomasă, eoliană, geotermală, mini-hidro, solară etc.

România urmăreşte îndeaproape politica energetică a Uniunii Europene, orientându-se către dezvoltarea unei pieţe naţionale de energie deschisă competiţiei şi integrată în piaţa internă a Uniunii Europene. în acest con­text, Guvernul României a aprobat prin Hotărârea Guvernului nr.647/2001, Strategia naţională de dezvoltare energetică a României pe termen mediu 2001-2004, luând în consid­erare dezvoltarea energetică la nivelul Uniunii Europene precum şi evoluţiile recente petre­cute în cadrul Sistemului Energetic Naţional.

România, ca ţară care a ratificat Protocolul de la Kyoto, va acţiona, de asemeni, pentru promovarea surselor de energie mai puţin poluatoare.

Hotărîrea Guvernului nr.433/2003 privind promovarea producţiei de energie electrică din surse regenerabile de energie transpune în legislaţia românească Directiva Uniunii Europene 2001/77/CE pentru promovarea surselor regenerabile de energie pe piaţa internă de electricitate. în conformitate cu prevederile actului normativ anterior men­ţionat, România va urmări creşterea contri­buţiei energiei din surse de energie regenera­bile pe piaţa internă de electricitate.

Conform Legii nr.73/2000 privind Fondul pentru mediu, republicată şi Ordonanţei de Urgenţă a Guvernului nr.86/2003 pentru modi­ficarea şi completarea acestei legi, proiectele eligibile pentru finanţare din Fondul de mediu sunt cele care vizează controlul şi reducerea poluării aerului, apei şi solului, inclusiv prin uti­lizarea unor tehnologii curate. Este astfel creat cadrul pentru accesarea Fondului pentru mediu pentru obţinerea resurselor financiare necesare finanţării proiectelor de investiţii în domeniul valorificării surselor regenerabile de energie din România.

Proiectul Strategiei de valorificare a sur­selor regenerabile de energie din România, elaborat de Ministerul Economiei şi Comer­ţului, a fost supus dezbaterii şi aprobării Guvernului în şedinţa sa din data de 4 decem­brie 2003.

Sectorul energetic european are de rezolvat în actualul mileniu trei mari probleme:

2 1 0

S i t u a ţ i a a c t u a l ă - R O M Â N I A

- reducerea dependenţei faţă de com­bustibilii fosili şi implicit de importuri din zone instabile politic şi economic;

- creşterea siguranţei în alimentarea cu energie folosind resursele amplasate pe terito­riul comunitar;

- reducerea impactului negativ asupra medi­ului datorat tehnologiilor actuale de producere si utilizare a energiei.

în urma Conferinţei Mondiale de la Rio din 1992 şi al protocolului semnat în anul 1997, la Kyoto, de către marea majoritate a statelor lumii, s-au stabilit procentele cu care fiecare parte implicată va reduce emisiile poluante în atmosferă.

ENERGIA SOLARĂ

Sisteme solare active Aplicaţiile termo-solare au fost inţiate în

România în 1979, pe baza unui plan guverna­mental de promovare a SER.

România are un important potenţial pentru utilizarea sistemlor solare, valoarea medie a radiaţiei solare globale fiind cuprisă între 1300 şi 1500 kWh/mp an.

Un program pe scară largă, pentru diferite aplicaţii a fost implementat, efectuându-se eforturi considerabile în activităţile de cerce-tare-dezvoltare. în acest scop, a fost implicat un important potenţial uman şi infrastructura aferentă.

Piaţa românească a urmat aceleaşi tendinţe ca şi multe alte ţări europene, cum sunt Franţa, Italia, Spania. Vârful tehnologic din ultima decadă s-a realizat în anii 1984-85, ca şi în majoritatea ţărilor lumii.

Preţurile scăzute la combustibilii con-veţionali şi disponibilitatea acestora, începând cu 1985 au redus interesul privind eforturile ulterioare necesare.

Calitatea precară a echipamentelor şi a instalaţiilor, cât şi lipsa întreţinerii lor, au con­dus la o profundă dezamăgire, generînd un obstacol suplimentar pentru utilizarea energiei solare în ultimii ani.

Numai o mică parte (aproximativ 10%) din suprafaţa de colectare instalată, de un milion mp, mai este încă în funcţiune.

Activităţile de producere, instalare şi cer­

cetare - dezvoltare s-au oprit practic din 1990, datorită situaţiei economice dificile şi a restruc­turării pieţii. Instalaţiile solare ale hotelurilor de pe litoral totalizează o suprafaţă de 180 000 mp, fiecare având o suprafaţă de până la 1000 mp. Majoritatea instalaţiilor de producere a apei calde menajere au fost instalate pentru blocurile cu apartamente mari, conectate în serie, cu echipamente convenţionale, sau instalaţii de termoficare. Suprafaţa de captare medie este de 2000 mp pe sistem.

Deasemenea, au fost realizate şi experi­mentate, instalaţii de răcire cu ajutorul energiei solare.

S-a estimat că numai 10 % din aria totală instalată a încălzitoarelor solare mai este în funcţiune şi în prezent.

Piaţa potenţială pentru sistemele termo-solare active în România este foarte mare, şi experienţa din trecut poate fi utilizată ca o lecţie foarte valoroasă.

Este clar că echipamentele solare eficiente şi durabile nu sunt "ieftine" nicăieri în lume, dar sunt totuşi accesibile. Desigur, aceasta este o perioadă dificilă cel puţin pentru câţiva ani, pentru sistemele solare, în competiţia cu sis­temul actual de tarife al combustibililor fosili.

Acţiunile pe termen scurt trebuie să aibă în vedere cele mai promiţătoare aplicaţii termo-solare.

Obţinerea apei calde menajere determină cea mai mare parte din suprafaţa de colectare instalată în întreaga lume. Mai mult, aceste sisteme înlocuiesc combustibilii fosili de înaltă calitate, sau energia electrică şi practica dovedeşte că este o excelentă măsură oferită necesarului de energie termică din sectorul public.

Sisteme solare pasive România dispune de un potenţial conside­

rabil de energie solară pasivă. Aşa cum rezultă din studiile recente ale Uniunii Europene, se estimează că acesta va creşte pînă la 1,202 Ktep pentru încălzirea clădirilor şi 0,7 TWh pentru iluminare.

Trebuie luate măsuri imediate, luând în considerare creşterea continuă a consumului de energie, precum şi creşterea dramatică a preţurilor energiei.

2 1 1

R O M Â N I A - S i t u a ţ i a a c t u a l ă

împreună cu alte programe ale UE în domeniul SER, îmbunătăţirea performanţelor energetice ale termoizolaţiilor clădirilor, prin aplicare tehnologiilor solare pasive ar trebui considerată drept o prioritate în domeniul investiţiilor pe termen scurt şi mediu.

Proiecte de construcţii ce integrează tehnologii solare pasive şi principii bioclimatice, nu au fost încă implementate la nivel naţional. Cu toate acestea, studii şi cercetări ale sistemelor şi componentelor pasive sunt încă în derulare încă din anii '80, în principal la Universitatea din Timişoara, Universitatea de Arhitectură şi Urbanism din Bucureşti si IPCT-SA.

Sistemele solare pasive pot fi implemen­tate cu uşurinţă în clădiri, cu o investiţie scăzută, având un impact pozitiv considerabil atât asupra performaţelor energetice ale învelişului clădirii, cât şi asupra necesarului energetic al acesteia.

Pentru a obţine beneficii totale maxime prin utilizarea tehnologiilor solare pasive, trebuie asigurată folosirea unor izolaţii corespun­zătoare, o dimensionare adecvată a sistemelor şi introducerea unor standarde referitoare la aceste probleme.

în general, pentru majoritatea aplicaţiilor, costurile instalării şi întreţinerii sunt relativ scăzute (de la 0 - 10%), iar durata de amorti­zare a investiţiilor este acceptabilă.

Sisteme solare fotovoltaice Potenţialul radiaţiei solare din România

poate fi deasemenea exploatat în cadrul apli­caţiilor fotovoltaice, pe baza cărora este pro­dusa energie electrică. Conform datelor statis­tice, pentru România, pe baza măsurătorilor şi modelelor, radiaţia solară anuală pe o suprafaţă orizontală variază de la 1500 kWh/mp (Dobrogea) la 1300 kW/mp (Podişul Transilvaniei). Aceste cifre sunt atractive pen­tru dezvoltarea activităţilor în domeniul foto-voltaic; o prioritate ar trebui să se acorde apli­caţiilor din zonele rurale cu consum mic.

CELE MAI PROMIŢĂTOARE APLICAŢII

în general, sursele de energie regenerabile reprezintă un domeniu promiţător în fiecare tară, contribuind la dezvoltarea sa durabilă. în

tară, există un potenţial substanţial de surse de energie regenerabilă, un potenţial uman şi o infrastructură propice pentru reuşita dez­voltării SER. în continuare, este prezentat un rezumat al recomandărilor pentru sectorul solar, din cadrul SER,

Sisteme termo-solare active Regiunile cu cel mare potenţial sînt:

litoralul Mării Negre, Câmpia de Sud, Delta Dunării şi Câmpia de Vest. Totuşi, toate regiu­nile ar putea fi luate în considerare pentru acest tip de aplicaţie.

Luând în consideraţie experienţa inter­naţională fundamentală existentă în prezent, şi starea tehnologiei în domeniul termo-solar, încălzirea apei menajere cu ajutorul energiei solare, apare ca cea mai promiţătoare aplica­ţie pentru acoperirea cererii de apă caldă, cu ajutorul tehnologiilor de conversie termo-solară.

Casele, hotelurile şi clădirile publice ar putea fi primii utilizatori ai colectorilor solari, pentru obţinerea apei calde menajere. O altă aplicaţie promiţătoare pentru sitemele termo-solare este uscarea solară. Tehnologia de uscare solară bazată pe colectori solari cu aer este de mult timp folosită, în special pentru uscarea produselor agricole, ca tutunul, fructele, cerealele. Experienţa şi expertizele substanţiale anterioare pot facilita dezvoltarea şi penetrarea pieţii de către uscătoare solare.

Pe plan local, par a fi necesare activităţi industriale pentru producerea colectorilor solari. Ele pot fi realizate, de exemplu prin joint-venture cu firme europene specializate în domeniu, precum şi prin iniţierea unui program intern adecvat.

Clădirile publice ar trebui să fie prioritare în promovarea unor astfel de sisteme, în această categorie intrând hotelurile, clădirile rezi­denţiale, casele individuale şi casele ţărăneşti.

în ceea ce priveşte reabilitarea instalaţiilor termo-solare existente, ar trebui realizată ana-liza şi monitorizarea problemelor întâlnite, eva-luarea situaţiei existente şi măsurile necesare a deveni operaţionale. Orice activitate industrială din tară pentru producerea colectorilor săi, precum şi alte activităţii de proiectare, instalare, întreţinere, ar putea fi susţinute prin activităţi de reabilitare.

212

S i t u a ţ i a a c t u a l ă - R O M Â N I A

Pentru programele pe termen mediu şi lung pot fi considerate oportune aplicaţii termo solare ca: încălzirea bazinelor de înot, încălzirea spaţiilor cu utilizare industrială, pre­cum şi sistemele de răcire.

Sisteme solare pasive Din punct de vedere economic, îmbună­

tăţirea performantelor clădirilor prin utilizarea sis­temelor pasive la preţ scăzut, reprezintă cele mai atractive metode de conservare a energiei şi tre­buie considerate ca unul din domeniile de investiţie prioritare.

Luînd în consideraţie valorile joase ale tem­peraturilor lunare medii, înregistrate în tară şi durata îndelungată a perioadei de încălzire, toate sistemele de încălzire pasivă pot fi aplicate cu succes construcţiilor, dacă sunt dimensionate corespunzător. Sisteme de cîştig ca: spaţiile pen­tru captarea radiţiei solare, sistemele orientate spre sud şi sistemele de cîştig indirect, vor putea fi aplicate cu succes la un preţ scăzut, în con­strucţiile noi, sau cele existente.

Adoptarea unor principii de proiectare bio­climatică binecunoscute, în construcţiile noi, precum şi în cele existente (care urmează a fi reabilitate, este considerată de asemenea, ca o aplicaţie cu un potenţial mare în România. Aplicarea principiilor bioclimatice şi a tehnicilor de răcire pasivă pot contribui în mare măsură la reducerea sarcinii de răcire şi la asigurarea confortului interior.

în general, performanţele energetice ale clădirilor pot fi îmbunătăţite prin aplicarea tehnicilor pasive, iar costurile operaţionale pot fi reduse sensibil.

Proiectele propuse pentru a fi implemen­tate în România, trebuie să fie de importanţă strategică pentru dezvoltarea unei politici pe termen lung, în vederea promovării tehnologi­ilor solare pasive în construcţii. Ar trebui lan­sată în ţară o iniţiativă care să aibă în vedere proiectarea sistemelor pasive şi aplicarea lor, combinată cu alte măsuri din sectorul con­strucţiilor, ca de exemplu:

- proiecte la scară urbană, planificare urbană bioclimatică, proiectarea construcţiilor bazată pe eficientă energetică;

- reabilitarea construcţiilor publice; - reabilitarea clădirilor rezidenţiale

UTILIZAREA ENERGIEI SOLARE tN EXPLOATAREA CONSTRUCŢIILOR

Caz particular acoperişul sudic al Amfiteatrului Solar al Universităţii Valahia Targovişte - proiectul iniţial şi

propuneri d8 îmbunătăţire a soluţiilor aplicate.

Autor: conf. dr. arh. Niculae Grama Coautor: prof. dr. arh. Mircea Moldovan

213

R O M Â N I A - S i t u a t i a a c t u a l ă

Contract de cercetare CCPEC Locuinţa exeperimentală cu consum rBdus de energie

arh Niculae Grama

Sisteme fotovoltaice solare Unităţile descentralizate pentru electrificare

pot fi dezvoltate în ţară prin exploatarea radiaţiei solare, pentru un domeniu larg de aplicaţii.

Aplicaţiile autonome ar trebuie să fie pro-movateşi în România.

Promovarea centralelor fotovoltaice, simi­lare cu cele din Germania, Elveţia şi Japonia, legate la reţea, nu este considerată ca o prior­itate a aplicaţiilor fotovoltaice în România de azi. Centrale fotovoltaice autonome, pentru aplicaţii în locuri situate departe de reţea şi pentru un necesar energetic redus, vor trebui să fie dezvoltate în ţară, în special în două domenii:

- electrificarea rurală, incluzând utilizările agricole şi turismul;

- aplicaţii speciale, cum ar fi telecomu­nicaţiile, semnalizatoarele luminoase, etc.

In momentul de faţă contribuţia SER la balanţa energetică a României este estimată a fi de 4,7%, dar sectorul solar este de numai 0,3%.

Planul de Acţiune al Declaraţiei de la Madrid, stabileşte linii concrete de acţiune şi propune măsuri specifice care vor depăşi actualele bariere şi vor susţine utilizarea pe scară largă şi dezvoltarea Surselor de Energie Regenerabilă în Europa. în jurul anului 2010 va fi posibilă înlocuirea a 15% din cererea de energie primară convenţională de către S.E.R. pe baza următoarelor linii de acţiune:

Acţ iune pol i t ica; Acţ iune legislativă şi administrat ivă;

Acţ iune f inanciară şi f iscală; Acţ iune tehnologică şi

Informare - Educaţie - Instrucţ ie.

214

PROCENTAJUL RADIAŢIEI SOLARE ABSORBITE DE DIVERSE MATERIALE (după CLIFFORD STROCKşi RICHAR:

(ţffr« ie«p»ir ' suprafaţa respectiva)

C ă r ă m i d ă

3 " !

o b i ş n u i ţ i , r o ş u d e s c h i s . . , . .

obişnui tă, roşu

r o ş u m a r m o r a t a lha«t ră

... 0,2@

00.,.Q,35

0.S5

0.68

0,77

0 , 8 9 Ol ufam) o , — -

P i a t r a d e v a r 8 , 3 5

S r e s i e „ 0 , 5 4

0,62

0 . 7 3

M a r m o r ă

a l b ă

tfXîhiBă ™............... - •

0 , 4 4

0 , 6 6

G r a n i t 0,55

M e t a l e o t e l , smăl ţu i t s t ic los, a l b „ o ţ e i , smăl ţu i t s t ic los, v e r d e

o t e l s r s r ş j i t st iclos, i'aşu ir ic i i is i r» a l b a s t r u

e a t , n o u fier foar te m u r d a r . , „ . . „ , „ , . , ; , . „ . . , , , , , . . , . . . .

îter galvar ieaî , alb, s p ă l a !

a r a m ă , poî isată....; s r a m â , pat inată

0.4S

0.78

0,81

0,80

0,84

0 , 9 2

0.22

0.18

0 , 6 4

V o p s e l e a l u m i n i u »,.„..,.,.,,

celu loză g a l b e n ă

, 0 , 5 4

" " " 0 , 1 8

0,33

c e l u l o z ă roşu stră luc i tor « * J o z ă r o ş u î n c h i s

,

eeki!o;-:ă v.a-de aîAluoifor celu loză v e r d e d e s c h i s , , , „ „ „ . . . . . . . , . .

ce lu loză v e r d e î n c h i s , ,

0 , 4 1

0 , 4 4

0 , 5 7

, 0 , 7 9

, , , 0 . 7 5

\ " 0 7 9

0,50

0.88

0,81 0 , 9 4

2 1 3

i f

"•;>. ^ 5 & s

- j..- : <# 1

5 g

o .p o o p ^ ~* o? 'is* M o o o o o*

S o d o c;

• 1

l i s

3< B £ : i

o o b o o

• I i i I i i

I

-1 t i

"i '3

ft 1 :. 9. a < •8 î i t ' • a s 3 3 :

[ f i i i l î l i

t j i f f

f i i i

o o . o o o o o o o o o <^ ~» i». io«» «j « j » <s x~<p

o o o o o o o o o o o o o a o o o o o o o o o b p 2 § s 3 "8 2"2 S 8 8 8 8SS 3 8 8 8 3 8 8 8 3 2 2 *

Obiectivul

Poziţionarea pe panta

Orientarea pe panta

Relaţia cu apa

Vtrrturî dominante

Grupare

Orientarea clădirii

Forma arborilor

Orientarea străzilor

ALEGEREA AMPLASAMENTELOR ÎN PROIECTAREA BIOCLIMATICĂ după V. OLGYAY

RECE TEMPERAT CALD USCAT CALD UMED

Util izarea Ia m a x i m a e f e c t u ­

lui de c ă l d u r ă ai radiaţie)

so lare. R e d u c e r e a efectu lu i

vîntului de i a r n ă .

Evitarea zonelor m i c r o c l i m a -

terlce reci.

Protecţie - v e g e t a ţ i e p e n t r u

ca să a d ă p o s t e a s c ă cte vînt

ut i l izarea ia M a x i m u m a

tulul de c ă l d u r ă a r a d i a t e i

so lare iarna. A s i g u r a r e a u m ­

brei in t impul ver i i .

R e d u c e r e a efectulu i v întului

iar-na, dar as igurarea c i r c u ­

laţiei curenţ i lor de aer v a r a .

L a j u m ă t a t e a s a u c ă t r e

partea super ioară a pante i ,

pentru o c i t mai b u n a

e x p u n e r e .

efsc- O b ţ i n e r e a u m b r e i i m x i n r e îţ inerea maximulu i de

s p r e sfîrşitul d imineţ i i ş i t o a t a u m b r ă . Obţ inerea m a x i m u l u i

d u p ă - a m l a z a . O b ţ i n e r e a m a x - de m i ş c a r e a aerulu i ,

imulu i d e umidi tate. Per­

m i t e r e a curanţ i lor de aer să

acţ ioneze în t i m p u l ver i i .

in partea de j o s , pentru o ctt Cît m a i s u s pentru a benef ic ia

mai b u n ă c irculaţ ie a a a m l u i . de v întul m a x i m .

S u d - Sud-Est

A p r o a p e d e m a r i l e s u p r a f e ţ e

d e a p ă .

S u d - Sud-Est

î a p ă , (Iar a se

ev i ta b r u m a d e c o a s t ă .

Est - Sud-Est . Pentru um-bră S u d .

d u p î - a m i a z â .

Protecţ ie c ă t r e N şi V.

în juru! zonelor însor i te

S u d - Sud-Est

Arbor i cu f r u n z a eăzatoa-e -a p r o a p e d e c o n s t r u c ţ i i , fastuoasele fo losi te c a e le­ment de s p a r g e r e a v întului .

Evitarea vînturi lor reci d i n

interior.

în juru! unei t e r a s a c o m u n e

însor i te.

C ă t r e v e r s a n t u l m a l u m e d .

E x p u n e r e c ă t r e vînt; d o m .

A p r o a p e d s apă.

E x p u n e r e către vînturife d o m ­

inante.

De-a lungul a x e i E-V pentru o D e s c h i s a în pl in vînt.

b u n ă u m b r i r e s i p e n t r u vîntul

d s S

S u d - S u d - E s t

Arbori cu f r u n z e c ă z ă t o a r e

către V. F ă r ă r s ş i n o a s e ia S.

S u d S u d c ă t r e vîntul d o m i n a n t .

Arbor i c a r e d e p ă ş e s c aco- Arbor i c u f runza i n c a f e a d e

persul, s u s . Arbor i c u f runze

c ă z ă t o a r e i n apropierea

c a s e l o r .

P e r p e n d i c u l a r e p e d i r e c ţ i a

vîntului «a iarnă.

P e t p e n c f c u i a r e p e direcţ ia

vîntului de iarnă.

Străz i î n g u s t e aşezate, E-V. Alei largi axate E-V.

COWSEeiNTEte D I V E R S E L O R O P Ţ I U N I E N E R G E T I C E A S U P R A S I S T E M A T I Z Ă R I I m D E Z V O L T Ă R I I L O C A L I T Ă Ţ I L O R ( ^ y »

1 Caracteristica -generali

îtanspottufî

& aaiapra aoîsathaPdaar

Oercelsm aî di^aaaiipaa

Buna cioaparabaiap: aaasyn pa a-eoa^mtea; sa arvunii paaaaaa

iPiidaaas- da resuraa bapsia cu a>aaab iaaa în siaaaaaa asfaaabâ. raap-agiea PbPaapap: ţi & (Miâ^mt? da deplasară; iatapaaaa?- abdadai •aaaaasia;- anaapaaaa.

Caaştaaaa paaPaal Paa-aaaăa: $i a paaoaeaai sc-mohs& ba aisabisaatp pi aski-aba r-:-:A "mmim aa-a-aa «c-fej'f^; paaaad apodiă; aaaaaaaaa oasator sdaaiata; apaaaaa eaaaPâis ;pfGgf&8iyâ:

Ponders sporiia tttfwportutal to GRATES

eiaxdab&' "ia pa>casai ba aieisa'-apa aa:'a $ iaaal;laap;-: acaaaabada csi-aaaard, spabraa aaadab' v^fcyiafer ibPCidaa: adaaaaa;; adiaa aaaadbaaaa besiaaaaio-' prii1!!aiaaaaaaasaiii,

ba grasr madibabn cavapopaa-iemgPa b'Bpia dai $•;) ftOnSO C'&Siâ pa-a-oaapăais piaaaaj aaaaba ca'iaaaaa' ci-; oaaă ai aiaayaaan; aaaacaaiaa şl -r;rir;U-i!«; apaa aaobl^aa aa aba.oia.aa a abpb|a:padaPai din iacsiiîăb abată

aaaaP:ia apajppaa a a-ania? aaa-

Integrals cpnţjnyŞ i ^obigmetof aaapi-apica Pa aaaa paaaaiaa- .ic r&if ik'r>&-, da;aaabara- 4 abismaiaaaa ianaoaadb ;.abaaă- ia aaadP; aacanp:-aaaa aaoa aiivaaaaaa- i-naadiaaaaaaiaadia calea daraariodn- aaaaa;d;aaa ai s raocPip-abi compare da caidaaa $1 aiaaîaal--iaaa; pai-Paâ os p^ţyr-: aatea>.>'SPs ăcesifel srsgistân:

PRAGRAM PA I«RM&? LUNG PJ&RTFFI*

oaaoavaa'p-aaaap acaarp apa&ai paav IN; TEHNOIAGH EEENOMFCE ŞUB ASPECT

d&aaa;; pa saaa-as aa a:xa ffîai baaai aolapa aaia paadaaafaa da aiaebab-aba m şngmz p,v:m&>.<-..

S& -ijpyca j ^ p o r ^ t a 20;>aHi lunc-ţPaafe, cfasta de?silaisa şl inisqra-

ns-al;iia' uaaăna. apsr praPi^s c?;!!Sii5ş da amplasai a. aiiin ioi-^apo-fiac^ara şi a canpa^aio? o;a

?<iafrfs.3.iM; ta; psno^iDta aosaPiS ca : oia> a tev^i&ă ia a^iPia> aol: ft-fe;?:;.;f> SPStimm păstra CplPa:^ gassteraa psrîfra_a feoua-a corsa^P Sa alcainaaaia, afePoraai: si aa^cafa

UTII^A.'ES OEUOIUI-JI EXCITÎSIV panita imaaaamaa Cfsaî$fi> ?apidă a paa-mni vaiaca^lar ate iac© ia îrans-p&Pai î»rţ aoaiiîa ş; u'işfîsr, Ss:G;aaskarea ^raappiai sa caaaa-ts-3să aas'a Paaapona) ytfeaa a ec-

MOA'>:'CĂF; RSTIASE « ! E CAMOORTA-

eaeupja, aa mt-w a a s ^ ă a ; aoa-

şpofe^e f^&ccypsroa p&mrusigLr-'aaia Pa sapraaaife a fnş.?a:-spi';or aac;aaa? si saaaab^aiaa popafetia;

DEPWKFERTŢA CIESC?MIÂ & UN SINGUR

•••a a'a pţaaaapa â^aaP:aa aaa;asaa raspanaaaaa fec&aăisr pa paaaaa; c&f^aaiaaaa iuaaaPiiPcr aăîrfi" saa:a ao-aaaiaaf: p;miţx<m aaai s&c<ar apaaia;:aal P: apaaîaraa dadialor asistea;g =a moî dactHc; ^aaîr'apa-:'aa acaaaapaaf baaaaa pa acra-bastiPa iairM :p aa;aacaraa pa <p;:î-BYRANJI PENTRU UARSPONURI ŞI CNIMIE

CONCENTRAREA SFORÎYNIOR ?N D O M E N I I

AS'JN^I ÎUIIUIPI NUCLEARE; PAJ^RAM

apaci-ai paaPa; apaailaaa: afiosniai -a;a

OÂICI^Ă. £;SÎF?a-.E CIE -EC^P-SRARES

Baaaîa aa rîaoaaî aia aaasva a dapaapamai da aaciaaa; pfa»a;ovaaas japans apaoaaaappapfp.

fPsaâaiâ aiaap^a a poa<i:pKO;' aataraSs a 3 S^'Sa

DE SIS-

aaaap£a:a tPritO'aiîp aibaaa

Maa^iică^ a- adaaaâa aaa ao:maşiaa-fer aal;Peai;a panpa daaîP; aa; ai a:as-Paaa ai veaaaaa îaabbăaî paaaaa-to' aafeaj a; alica- aahno aaaaavaap^ aaaia; p^paPaa zm-MxA aaa? aaa^ai-P;Pi ii-apaPaiiPa in baaap proî-aaai aa aaaeaiaaa a- aapîiaspia a aiaoaiPa.

aaaponaia ia aaaapaauap pakpa î aa;& apîisa* sscîljsp? aanp-u Paaapaa

aoaafei ia ca^an m rapaP ca

^ad:f la:;aa aaa^poaariaa'Papi iaaaoa aaaa h iaaaaaa ;;paab; aaaoo.:;aWaca iaaWîOasia ?aaaa;-aia} da a aobaaaa arobiaappp aappjaaaa aia ica^apas m îfaaepaPaiyi ca anaaaa a rnani aaa-a-iaa a raî;, aaia aaaaşar ya &Pa aaiaaaby impcnant. Apapsaraa aia oaaatâa rna aaa ţmim .-aala-afar a'a dc;C;i!is paaaa Pa^aaa;aaa.aaaa aaraaiaiorfăb: op aaaa^aa aa;aapa. aiiapgaaPPiPf aaapaiaa s-i îeaaioa aaapa aao~ a*iavaras ^apids ş aac:a>aPa a a sarse-for

$cni!aaasaa aiasaPiiai'aa ia aaiaaa iapiiîa .asaiaaaa'a zpnţ paa-a'aae :p aa/a^aa aaacaaaaiiaaaia ^ axaappa aiafe aa zmţ&ti: aaaariraaaaifaa ia sea;p aaPP a ap^af iaaaa;! asaiaj a AC.\;O AABIIITSÎES TOR.

p-? prima aiapa >aaapaa aau sporasie aplaa;aa aaaaaaa; aaaaaaiaa OaaaaaaM îa a. daaa a-apă Paplaaa aia CiaaPoaaag Qpşipnoa

faoPiaaaa ia^apîirPs :aia da ecuaţia acpaaiâ.

iaaaiaaiaa-aa aaaaaiiaaia? oanţru Ciaaiinia app aaa-iaapîpa yfcSrji pafrofcia! pi arpsefo? aaaaa Şaaâiaaaa ^ăpasiar, aapaa- raoaaaâr^ ia cmovm aiisîe tâ ^xploaîaraa

oa^îc* şi aoon&aii :;aa/iia da eaaxaa^vp-padap raadiaaia: aia aaa;aifi;af car-acîaaaaai aia PaaaaaPaa?ar si dreu-

.«ds cpra-?0f= ca anaara a appa/:î aoaaamaiai Pa şaaîaa pa iaaaaiaa aaaaaPaJaa aaLaaa^Py^ aaaaaaiaaaîniala aa-ara aaaaaas i.s aâaaa a a-a.

O r « S p . ^ ^apaaaaîp a aulai a* fâspundp< caadokP ai aaaaaParas aaaapgPaâ. si a aroaadapa acaap ?a fa a;aaa ' aiap i.; p>isa5îPa;a caai»'aiai iasaiaţiaaaj ai iaaîa^av paapa aiapa.

î:;p'pa aa ;aaaaa ^b^jngax 0&atoi îaalaaaay eraaasica aoa aaraaiaâi a aaaa paiapaaaaa da oaaa=aa i ;; aaa-',a:ai- XPL Aiacâa p; irpa;aa acapara; p-arim araaaa-aa la aMaa^aia nm>

& a ă N •

•8>

• = a • a î

c ft ti

3 "*

, 3 * I a *- ^ 3 n

ai ^ &( «î-•::g o ^ «

5 4 ^ * .b

i t s l s • A _ ^ O .

ist 5

S a c 3 - >g 8 C £ •Ţjj.sa a

a I î 4 :S: E ^ fi»

• 5" „

ci. :a i a a l 3 p S 3 : i'S""

sa 5

' S 1 fi 5 ~ I I

Ţ> a Ş *

ii S

* ^ a,

^ l i S s * r,

3 C. O

- » ^ «»•

if*

I f I f

aa a :a a CÎ .a-aa w«

Pi a;, aP

'* .© a—*

' a s* p * » ' S 5 « 8 S

a 2

^ *$ # ©

1 P

: I S , C I

• a »

a*, a.; :

I*- d ;

ar a-a: ia r,. aş i

% M a * Si: -a aa P ;î *~a

a aa.

!P H •>a a i' -t Şt' § *gp 3 * q: a

<ai :a d Ci.

o d Ci. •a 3: .a S

S: a SB"

-l d ?: "a Si ,p '5 S I ft

za* a c —

g 3 o 0 g; 1 6' > S » '»

S » " 1

E W ffl: 3)

O I

I f O

•8 E 3

-> s ap •sas

^ a a ŞL îs ffi © s

8 < 8- < S

Il9| > I * ă - s

îs ° s « «4 O te «*: i ~ a •

:- «• fi'-: ; ^ -O :

-

i « 1 l a 1 » q * S

pga c l a

f: ;f

1*1

: a. a. m

8 5 g •

S = S'g ml S I «

î 8 |"S

J S! ft

S | î ••* -S'â8 | | î • s $ a

s £ * s g * ţ | ? 5

O S, 13 s •iii & H ai: ia * a * r* ^

fel': SB S I 3 „

•Ca •

N S" ™

<ft g ™ .O

c -• o Sj, , a* E. Pap S ^ . : l « 2 § f 8

" 3 f •.! â» aaa

. f i a 1

3. » 3* '• " K 9.

~> ^ ^ .

K -:

S I

î » 5 1 i s ™ s " sr 8 oS I

: : : O , _ .

p l O. T»

; « ;y s>

« £ 8 "

f st;

; C w S i a a a-: Pd a :

a; id : ,

.;a a'

- a a: P «-

* fi: S » * i ^ t * 4 SE' . W: £>

î î * SS i 1 3 a a

; a g 8 g

!. âî: C (j? =i : 1 Ş 3' Ş

gt ^: ^ fi) !* * ? 4 * * 3 «T TŞ «

Ş l • :»• = 3 ; l l is

S 5. > l a b pi « o

"an

^ jîg: a. ţa S

3 S.r I - S

- 1 S - I i S if „ S I < ? 1 s

l a i

5 i rs S-^ »

^ : 5 -a si c «i as >< o -o -

g " I dă d .ş â ap d 3d « -p

o a : d I

^ ^ ^ az|a «j. .p Cp-

o i i

••• < ai. i id •. ;'î: ai- ~~ a *

a. i 3 s

a s I f

«1 3 c

f!>.

; i » ' • § i

aa ca • :-î £ T £- -a.

I I

8 §

ttt D

9: £i

• o a O

, g : > Si m

° o -3 5 c l | r ts — îs sî r n

S* m ^ i S3: 3 m M © -«

Ut ,S «W.

m.

S 3 v>

a s o ÎTD R™ Î P IS. .

TT'T > 33

T A B E L E

1.14. E m i s M t a t e , Raportu i dintre radiaţia termică emisă de o suprafaţă, şi radiaţia t e r m i c i «misa de un corp negru cu aceeaşi suprafaţă şi anal la aceeaşi t e m p e r a t u r i ,

M ^ f ă r E m i s I v i t a t e a variază cu lungimea de undă şi t rebuie def ini ta pentru o lungime de undă dată.

1.15. EîTii$a«ţâ (putere emlsivă^. Raportai dintre cantitatea totală de e n e r g i e emisă In unitalea de t imp de o suprafaţă ia o temperatura data şi aria acestei suprafeţe.

1-1$. F a c t o r de a b s o r b ţ i e {aosorbtanţâ) . Raportul dintre radiaţia absorbi tă de £ suprafaţă şl r a d i a t a totală incidenţă pe această suprafaţa,

1.17. Factor de t r a n s m i s i e (transmitanţâ) Raportul dintre radiaţi» care Sraverseâzâ: un material şi radiaţia incidenţă pe suprafaţa: iradiată <i acestui materia!,

1.18. F a c t o r de r e f l e x i e ( r e f l e c t a n t ă ) . Raportul dintre radiaţia reflectată de o suprafaţa şi radiata mcide«tă la această suprafaţă. Acest factor depinde şl de lungimea de u n d ă

1.18. AU 1 ( c o n d i ţ i i l e p e n t r u masa de. aer 1). Masa de a e r minima care m trebui traversata de o radiaţie a soarelui, d a c a acesta s-ar afle ia zenit, pentru o staîte s i tuată ia nivelul mărit, in căzui când cerul este senin (condiţ i i normalizate) Nolă: Masa de aer efectiv traversata variază cu

inversul s inusului alt itudini i solare {vezi 1 4 . 1 , 7 } şi creşte in f u n c ţ i e de: turbidi latea atmosferei

1.20. Efect de s e r ă Efectul prin care radiaţia infraroşie din mediul ambiant este reţinută într-un spaţiu închis. Astfel un acoper iş de sbciâ sau din ai i materia! transparent la radiaţi i le solare incidente, absoarbe radiaţia infraroşie internă, care are o lungime de undă mai m a r e de 2.5 pm In vid, jumătate din energia Sorbită este reemisă în s p a t i a închis (vezi şi 7.2.9 ).

1.21. Durată de i n s o i e i s r a { d u r a t ă de insoiaţ ie). Durată de expunere a unei suprafeţe fa acţiunea radiaţiilor solare d i r e c t e .

1.22. i n s o l a ţ i e r e l a t i v ă ( î n s o l i e r e r e l a t i v a , i r a d i a n t ă relativa}- Raportul dintre durata de iradianta relativă şi durata de iradiantă maximă teoretic p o s i b i l i . M&tŞ- Durata de iradianta maxima teoretic posibilă

peate fi uşor caîcuiatâ sau indicată de către serviciu! meteorologic pentru un tec degajai , dar trebuie sâ fte c o r e c t a t ă ţ inând seamă de efectele de obstrucţ ie d a t o r a t e obstacolelor oregrafice sau de artă natură

1.23. S o i a m n e t r u ( p î r a n o n i e t r a j . Aparat de măsură pentru iradianta energebcâ a unei suprafeţe; măsoară radis^a solară gioba'a.

N&tă; instrumentul este folosit pentru măsurarea iradiantei globale, dar daca i se adaugă urs disc mobi l care poate ascunde discul solar, acest aparat poate măsura şi radiaţia difuză {difuzometru}.

1.24. F l r o h e l i o m e t r u . Aparat de măsurare a radiaţiei pe o suprafaţă normala ia razele soarelui .

2 . C o l e c t o a r e s o l a r e — t e h n i c i

2 . 1 . C o f e c t o r s o l a r { c a p t o r so lar) . Dispozit iv dest inat sa absoarbă radiaţia solară incidenţa, în scopul convertiri i acesteia în energie termică si transferări i acesteia unui f luid purtător de căldură. Notă: h unele cazuri, termenul de colector se aplica

numai acelei părţ i care pr imeşte radiaţia solara, ?ntreg ansamblul fiind denumit convertor heliotermic.

2,2. C o l e c t o r so lar cu a e r Colector solar în care circulă aerul ca f iuid purtător de căldură.

2.3. C o l e c t o r s o l a r c u c i r c u l a ţ i e d e l i c h i d , Colector soia? în care circulă un lichid utilizat ca fiuid purtător de căldură.

Notă; în cazul in care l ichidul nu circulă, colectorul este numit cu acumulare. Termenul generai ar f i atunci colector solar cu l ichid.

2.4. C o i e c t o r s o l a r p l a n . Colector solar care nu face apes ia concentrarea radiaţii lor.

NOÎB 1. Acest tip de coiector uti l izează radiaţia solară globala

Nota 2: Principalele t ipuri de colectoare piane cu i ichid sunt: colectoarele cu lamă de fluid între două piăci, cu tuburi şi aripioare, cu tubulatură integrată (rol l-band), cu picaturi de fiuid ce c a d pe absorbant, cu tuburi calde.

2.5, C o f e c t o r s o l a r c u c o n c e n t r a r e . Coiector solar cuprinzând ref lectoare, lentile sau alte dispozit ive optice destinate să concentreze razele soarelui care trec pr*ntr-o deschidere. într-o zonă locală a cărei suprafaţă este mai mică decât cea a deschideri i colectorului:

N&ts 1 Acest tip de coiector uti l izează în principal radiaţia solară directă.

N c ^ a S : Şe dist ing, printre pr incipalele t ipuri de colectoare cu concentraţ ie uri l izate, cele c a r e acţionează prin refracţie (coiector cu tenii le) şi cele care funcţionează prin reflexie. Suprafeţele ref lectorizante ale acestora din urmă sunt de formă ero isterică, parabol ică, c i l indroparaooi ica sau conică.

218

T A B E L E

2.6. C o l e c t o r s u b v i d . Colector, î n general d e s labă concentrare. în care s-a creat vid intre absorbant şi învel i toare.

2.7. î d v e l i t o a r e . Material sau materia te transparente

care acoperă deschiderea colectorului solar si care

este sau sunt expuse la radiaţiile solans, împiedicând

pierderea radiaţi i lor înfrânaşi! prin efectul de seră

(vezi şi 14.1 20.).

2.8. A b s o r b a n t . Partea d in colector care aosoarbe

'radiaţi i le solare, ie cnnverteseEe în c ă l c V ă pe-eare

o transferă unui f luid purtător de câ.'durâ.

Notă: în cazul unui colector pian. absorcaniui este

în genera! o suprafaţă întunecată ş> în general

m a t ă .

2.9. Suprafaţă de intrare a c o l e c t o r u l u i (deschiderea), Secţ iunea f ronta lă ' transversala a unui colector, pr in care radiaţia solară d i rectă, nârmaiâ poate atinge suprafaţa absorbantului. d=rect SĂU onn reflexie

2.10. Concentrator . Partea din cciectorul cu concentraţie, c a r e focal izează radiaţ ia solară incidenţă spre absorbant.

2 . 1 1 . Factor de concentrare. Raportul dintre deschiderea concentratorului şl suprafaţa (aria) absorbantului.

2.12. Suprafaţa select ivă Suprafaţă ae care. pro^rietâţi optice variază cu lungimea de undă 3e dist ing: — suprafeţe caracterizate p r i n t r e mare absorbantă pentru radiaţiile solare şi o siabă emitentă pentru radiaţi i le imVaroşii,

— înveiftori care reflectă radiaţii le \rJwos>-> ce mar*

lungime de undă.

No/ă: Se numeşte coiector select iv un colector

echipat cu una sau alta dintre s u p r a f e ţ e i selective

2.13. Randamentul colectorulu i . Raportai d;rire cantitatea de căldură cedată de un colector solar &tfr-o perioadă dată şi cantitatea de energie sc 'arâ incidenţă pe deschiderea acestuia în aceiaşi perioadă de timp. rVoră, [in practica, fiecare sistem colecîor posedă

o oarecare ineme termică, le de randament1

sunt deci efectuate cu ajutorul măsurăm energie* de anumită durată şi in condiţii de med?u constante (date cl imatice, temperatura c o l e c t o r ^ ; ) .

2.14. C o s f î c i e n î u ! g i o b a i de p i e r d e n a l u n u i c o i e c t o r Parametru j;are caracterizează pie^K. as aîe colectorului, care se diiuzează in med'ui ambiant.

2.16. î n c l i n a r e a c o l e c t o r u l u i . Unghiul formar de p'anuî colectorului şi planul orizontal.

2.1$. F i u i d p u r t ă t o r d e c a i d u r i d i n c i r c u i t u l p r i m a r . Mediu, ca de exemplu aerul , a p a sau tin an f iu id, care trece de-a lungul absorbantulu i sau esie in ăonîăct cy acesta, s i e n r a g e energia termică pe care absorbantul a eapial-o.

2.17, FM& de t r a n s f e r de c ă l d u r ă d i n c i r c u i t u l s e -c u f î d a r R u i d intermediar prin care căldura captata este fie stocată, fie distribuită direct.

2.18, S i s t e m d e s t o c a r e , Rezervor s a u s isteme d e rezervoare izolate termic c o n l i n â r d mec*1 oesnnate special stocării căldurii.

2.19, A c u m u l a t o r de c ă l d u r ă . M a t e r i i u i&zat 'mtr-un sistem de stocare în care cea tn'ai mara p a n e a căldurii este stocata sub formă de c a i d ^ â iatentâ sau de căldură sensibilă.

3 . A p l i c a ţ i i t e r m i c e a l e e n e r g i e i

s o l a r e .

3.;i. Arh i tectură solară. Ansamblu* soluţiilor arhitecturale care permit colectarea, stocarea şi dsstrlbuirea

energiei solare incidente pe construcţie, prmir-o folosire combinată a pereţ i lor opacs şi transparenţi a masei termice a construcţ ie i , c ^ c u i a ^ e ; naturale a aerului, şi ţinând cont de condihffe climatice locale (sisteme pasive).

3.2. Perete T r o m b e . Perete $i unei iocu-nţe avănd o grosime de circa 40 c m , de culoare inchiSâ, plasat în spatele unui geam, care serveşte pentru captarea energiei solare. Energia este transferată locuinţei prin convecţ ie naturală a aerului in perioada de îr.soieiere, care trece prin oriftc^ie prevăzute in partea de jos şi de sus a peretelui. Peretsie radiază noaptea căldura sa Inrnagszinaîâ z>-ua sp^e:interiorul iocuiftţei.

3.3. S i s t e m p a s i v de î n c ă l z i r e s o l a r ă 3<siem care foloseşte direct c o m p o n e n t e a le c o n s t r u c t (de exemplu: ferestre ccfv/enabl orientare, pe'et- Trombe)

3.4. S i s t e m a d î v de Î n c ă l z i r e s o l a r ă Ssstsm solar oare utilizează colectoare per,:-, a o psae din energia solară incidenţă pe o ccnst'-uqie. cu ajuîoruî unui fluid purtător de câkJura. energ-a termică astfel colectată este stocată şi redistribuită prinfr-un sistem de încălzire ctasic.

3.5. î n c ă l z i t o r s o l a r de apa Sistecn de C3?ectare a energiei solare, folosind această energie pentru incâlairea sau p f e m c â ^ • i în scopun domest ice (apă calcă şanrta^A).

3.6. B a z i n sofar . Bazm de a p ă ţp!SCI"â. fac eieşîeui care captează energia soiarâ. Un gra^ent ce saîinîîate permite menţinerea unei strai if icân termice INVERSATE (apa mâi caldă se găseşîe mai -a aoâncime)

2 1 9

T A B E L E

3.?. Uscare şofară. Utilizarea energiei ţ.&<rn<c$ <se origine şofară pentru uscarea p r o d u s e l o r agncale sau

industriale. rVorâ: Uscarea cu aer fiber este cea ma: răspândită,

dar termenul de 'uscare solară' se foloseşte numai

dacă aceasta >mp\ic& un echipament special

3 8 . B u c ă t ă r i e s o l a r i . Coiector so^ar cu sau >ârâ con-centrare, care permite ut i l izarea energiei solare colectate pentru prepararea ai;menîeior

3.9. C u p t o r s o l a r Cuptor de toarta înaltă temperatură obţinută prin concentrarea radiaţii lor soiare asupra materialului supus unui tratament termic sau topirii.

3.10. Heîiostat. Sistem care conţine un dispozitiv absorbani

sau reflectant, orientabii, astfei incăt radiata solară

directă să fie absorbită sau refiectatâ într-un foc

dat, oricare ar fi poziţia pământului îr. timpul zilei

Nota: Dispozitivul este aproape totdeauna o ogsindâ

Şi uneori termenul de heîiostat se foloseşte pentru însăşi ogl inda orientabiiă

3 . 1 1 . Focar. Punctul în care se concentrează radiaţiile solare după reflexie sau refracţie, într-un cuptor soiar sau intr-un colector cu concentraţie.

3.12. Pompă t e r m i c ă solară. Pompă acţionară prin inter­mediul unui ciclu termodinamic a cărui sufsă calcă este al imentată de energia solară.

3.13. Centrată hel iotermicâ, Instalaţie proiectată in scopul transferări i energiei soiare unui fluid purtător de căldură şt transformări i acesteia astfei colectata, în energie electr ică.

Noiâ: De exemplu, o centrală solară cu turn este o centraiă hei iotemucâ prevăzută cu un turn ce conţine şt un absorbant în care este colectată si convertită radiaţia solară reflectată direct de heliostate.

3.14. Centrala s o l a r ă e o l i a n ă Centrală cu coş, care utilizează curentul ascendent ai aerului încălzit prin efectul de seră s u b o suprafaţă mare de colectoare. Curentul de aer acţionează un turbogenerator eoiîan în seopuf produceri i energiei electrice.

Notă- Zona acoperită de colectoare poate îi utilizată pentru cui tur i . date fiind caracteristicile sale de seră

4. C o n v e r s i a d i r e c t ă a r a d i a ţ i i l o r s o l a r e I n e n e r g i e e l e c t r i c ă

4,1 Celulă f o t o v o i t a i c ă ( c e l u i a s o l a r ă , pila so lara).

Dispozf&v care utilizează efecfui fotovoitaic şi permite conversia d i rectă a radiaţi i lor solare trt energie electrici i . rVofăV Ceîuieie solare folosesc mai ales siliciu mono-

crisfafin. Utilizarea s i l ic iuM poliertsiaîin, a siîiciului amorf sau a altor materiale de bază, şi a noilor procedee de fabricaţie, de exemplu în lingouri, tinde să conducă fa reducerea preţului de cost al celulelor

4.2. Modul solar. Element de Oază care poaie fi manipulat şi transportat făcând parte dintr-un sistem fotovoitaic şi compus din celule solare interconectate. Densitatea de ocupare e x p n m â raportul dtntre suprafaţa totala a celulelor şi suprafaţa modulului pe care acestea

sunt dispuse,

Notă Conceptu l de densitate de ocupare este

util izabil, într-o formă mai generaiâ, pentru a

caracteriza raportul dintre suprafaţa elementelor

utile şi ancombramentut total ai unui echipament

4.3. Panou soiar . Ansamblu de module solare montate în serie, în para le i sau mixt. Structura globală constituită de aceste diferite configuraţii de panouri şi supclunfe for constituie un generator soiar căruia î i putem defini caracteristici le {suprafaţa ocupată, valoarea curentului posibil de livrat etc.).

4.4. C a r a c t e r i s t i c i a l e c e l u l e l o r s o l a r e

4.4.1.Curent de scurt c i r c u i t al u n e i ce lu le so lare. Curent debitat de o ceiuiâ solară, în situaţia cănd bornele sunt scurtcircuitate, în condiţii le AIM 1 fa 300 K (daca nu sunt alte specificaţii).

4.4.2, Tensiunea în g o i a unei c e l u l e solare. Tensiunea care apare ia bornele unei celule solare în circuit deschis. In condiţ i i le AM 1 ia 300 K ^dacâ nu sunt alte specificaţi i)

4.4.3. Putere de vâr f a unei ce lu le s o l a r e Putere maximă livrată de o celuia solară în condiţi i normalizate AM 1 ?a 300 K (dacă nu sunt aite specificaţii)

4.4.4, Randamentuî u n e i c e i u i e s o l a r e . Raportul dintre puterea de vârf livrată de o celulă solară şi iradianta solară incidenţă pe celulă, în condiţi i le AM 1 la 300 K (dacă no sunt aite specificaţii),

4.4.5. Rezistenţa s e r i e a u n e i ceîale s o l a r e . Rezistenţa în sene cu cefula solară ideală pe care se produce o cădere de tensiune ohmică identică cu cea internă din celula reală,

rVpfă: Celula ideală este o celuia fictivă fără rezistenţă

interni.

2 2 0

T A B E L E

4.4.6. R e z i s t e n ţ a s h u n t a u n e i c e l u l e s o i a r e . Rezistenţă m o n t a t ă în para le i cu ce lu ia solară ideală, pr in care trece un curent ce reprezintă curenţi i de f u g ă din celula reală.

4.4.7. R a n d a m e n t u l o p t i c a ! u n e i c e i u i e s o l a r e , Raportul 4in\re i radianta solară a pârti i fo losensibi le a ceiulei ş i i rad ianta solară pe întreaga celulă

4.4.8. R ă s p u n s u l s p e c t r a l a l u n e i c e i u i e s o l a r e Raportul dintre curentuf de scurt c ircuit ai celulei şi iradianta energetică incidenţă. într-o bandă îngustă de lungime de u n d ă (în g e n e r a l infer ioară s a u egală cu 10 nm}. e x p r i m a t în funcţ ie de lungimea de u n d ă la 300 K ( d a c ă nu e s t e v r e o specif icaţ ie d i fer i tă).

4.4.9. Factor de a c o p e r i r e Raportul dintre suprafaţa ceiulei

acoperi tă cu meta l şi suprafaţa totală a ceiuiei.

4A10. F a c t o r d a u m p l e r e Raportu l dintre puterea d e vârf M v r a i â de o celulă ş i produsul tensiuni i In go l cu curentu l de scurt c ircuit (a se vedea şi 14,4.4 1

ş ţ 4 , 4 4 2 ) ,

4.4.11, Raport de c o n c e n t r a r e g e o m e t r i c ă . R a p o r t a dintre

suprafaţa părţ i i fo losensib i le a unei ceiuie solare

ş i s u p r a f a ţ a celule i .

4.4.12. R a p o r t de c o n c e n t r a r e r e a l Produsul raportulu i

de c o n c e n t r a r e g e o m e t r i c ă cu randamentul opt ic

ai celulei

4,5. S i s t e m h i b r i d Celulă solară care cuprinde un sistem de răcire în c a r e energia termică preluată de mediul de răcire e s t e recuperată şi uti l izată

4.S. Apl icaţ i i f o t o v o i t a i c * . Utilizarea celulelor fotovoltaice pentru p r o d u c e r e a energie i e lectr ice în condiţ i i în g e n e r a i ne-ccncurenţ«a?e c u c e l e ai© e n e r g i e i distr ibuite de o reţea. La început aceste uti l izări s-au referit ia aplicaţii spaţiale (sateliţi) dar în prezent s-au d e z v o l t a t ş i pentru apl icaţ i i terestre, pentru t e l e c o m u n i c a ţ i i , p e n t r u p r o t e c ţ i a c a t o d i c ă a c o n d u c t e l o r , s e m n a l i z a r e , e l e c t r i f i c a r e a lacur i lor izoiaîe etc. Alimentarea cu energie electrica autonomă poate Implica echipamente c a t a r u r i , refugii montane, şcoli sau spi ta ie izolate, e lectr i f icarea d o m e s t i c ă individuală, sau micile colectivităţi (electrificări rurale sateşt; sau electr i f icăr i colect ive în afara reţetelor). Ceniraie^e f o t o v o i t a i c e pot fi conectate ia o reţea. Energia f o t o v o i t a i c ă e s t e de a s e m e n e a folosită ca al imentare intermediară (reîncârcarea baterii lor) sau pentîu a l i m e n t a r e miniatur izată.

T A B E L E

U N I T Ă Ţ I D E M Ă S U R A Ş l C O R E S P O N D E N Ţ A L O R

• Energie joule (J) - 0,001 k j

= watt-sec - 0,239 cal

calorie (cal) = 0.00379 Btu = 4,18 j

kilojoule (kj) - 1000 J m 239 cal = 0,948 Btu

Britsh thermal unii - 1,054 k j (Btu) « 1 0 5 4 J

- 252 cal = 0,293 Wh

kllocalorie (kcal) - 4,184 kJ = 4 184 J m 1 000 cal = 3,97 Btu - 1.162 Wh

megajoule (MJ) = 1 000 kJ - 948 Btu - 239 000 cal

kilowatt o r i (kWh) = 3 600 kJ = 3 410 Btu = 859,2 kcal = 3,6MJ

ft3 gaz natural ==1 100 kJ = 1 050 Btu

baril de petrol = 6,12x 10«kJ (BBL) = 5,8x106 Btu

tona de câroune = 27.4 X 10» kJ = 26x10* Btu

• Densitatea ene rgfc»! Btu/W = 11,35 W/mp

m 0,271 cal/cmp = 1,135 J/cmp

cal/cmp - 3,69Btu/fP = 0,01164kWh/ft*

kWh/mp - 3 600 W/mp = 317Btu/ft2

= 86 cal/cmp • Putere erg/sec = 1 0 ' W cal/h m 0,00116 W

m 0,00397 Btu/h Btu/h = 0,239 W

« 0,07 cai/sec > 4,20 cal/min m 252 cal/h

Watt (W) = joule/sec - 3,41 Btu/h

» 860 cal/h = 0,00134 hp = 0,001 kW

kcal/h - 1,162 W - 3,97 Btu/h

kilowatt » 239 cal/sec «=3414 Btu/h - 859 kcal/h = 14,3 kcal/min = 1,341 hp» 1.360 CP

cal putere (CP) = 735W horse-power (hp) = 746W

. 1,014 CP • Flux de energie Btu/hfP = 3,125 W/mp

= l1,35kJ/hmp kW/mp = 1 OOOWmp

- 317,2 Btu/hfP = 3 600 kJ/hmp -1,432 cal/cmp

• Temperatură F « 1 3 C + 32 C = 5/9 (F - 32) K - C + 273,15 R = F + 459.67 IF «.IR

- 5/9 C 1C - 1K

»1,8F • Rata transferului de căldură W/mpC = 0,1761 Btu/trfpf

« 0,086 cal/crnph C Btu/hftaF - 5,68 W/mp C

= 0,00814 cal/cmphC - 2,04 J/cmph C

cal/cmp min C - 698 W/mp C » 122,9 btu/hft2 F

» 250,8 J/hcmp • Lungime metru (m) -100 cm

> 39,37 in - 3,28 ft

foot (It) = 0,305 m • Arie rnp = 10,76 ft2

= 0,0929 mp

• Volum

- 28,3 1 litru {() • 1000 cmc

222