Calculul Automat Al Coeficientului Global de Izolare Termica in Analiza Termoenergetica a Cladirilor

CALCULUL AUTOMAT AL COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICA IN ANALIZA TERMOENERGETICA A CLADIRILOR

Autori: ing. Monica Mateescu; ing. Ovidiu Mateescu;

Rezumat:Normele noi introduc obligativitatea analizei termice a structurii unei cladiri asa incat sa

nu se construiasca locuinte ce nu pot asigura confortul termic al celor ce le utilizeaza.Un element important in ansamblul analizei termoenergetice a cladirilor este determinarea coeficientului global de izolare termica a cladirii(G).Acest coeficient ofera o imagine deosebit de clara a comportamentului termic al cladirii analizate, cuantificand “pierderile de caldura” catre mediu ale constructiei prin anvelopa cladirii, prin sol, puterile termice necesar a fi utilizate pentru a incalzii aerul infiltrat in incintele constructiei precum si aerul introdus in spatiile locuite pentru asigurarea conditiilor de confort.

Pentru o abordare cat mai practica a normativului C107/97, s-a realizat un program software care reduce timpul de calcul, oferind specialistului etapele pe care le are de parcurs in calculul coeficientului G si scutindu-l de lucrul cu mai multe normative simultan, oferind informatii in mod unitar.

Programul a fost utilizat cu succes in peste 200 de proiecte.

Cadrul:Cerintele moderne de confort termic impun o noua strategie in directia modului in care se

realizeaza izolatia termica a cladirilor de locuit. In contextul crizei energetice mondiale actuale “risipa” de energie nu mai este admisa si in consecinta masurile impuse de noile reglementari privind proiectarea cladirilor din punct de vedere termic si analizarea comportamentului termoenergetic al cladirilor existente sunt binevenite.Investigarea comportamentului termic al unei cladiri si determinarea performantelor ei energetice clarifica metodele de ameliorare a acestora necesar a fi luate de specialisti.Aceasta impune realizarea unei analize detaliate pentru stabilirea starii actuale a cladirilor existente si a performantelor instalatiilor cu care au fost dotate. Procedura dataliata de normativul NP 048-2000 conduce in final la realizarea unor “economii” energetice care se reflecta imediat in costurile de intretinere si functionare a acestora. Cladirile nou construite vor respecta normele de izolare termica asa incat ele sa nu mai constituie veritabile “ciururi termice” precum se intampla la unele din cladirile existente.

Normele noi introduc obligativitatea analizei termice a structurii unei cladiri asa incat sa nu se construiasca locuinte ce nu pot asigura confortul termic al celor ce le utilizeaza.

Un element important in ansamblul analizei termoenergetice a cladirilor este determinarea coeficientului global de izolare termica a cladirii. Acest coeficient ofera o imagine deosebit de clara a comportamentului termic al cladirii analizate, cuantificand “pierderile de caldura” catre mediu ale constructiei prin anvelopa cladirii, prin sol, puterile termice necesar a fi utilizate pentru a incalzii aerul infiltrat in incintele constructiei precum si aerul introdus in spatiile locuite pentru asigurarea conditiilor de confort.

Normele prevazute de C 107/1-97 se completeaza cu cele prevazute de C 107/3-97, C 107/4-97, C 107/5-97, pentru calculul termotehnic al elementelor de constructie, calculul performantelor termotehnice ale cladirilor de locuit si respectiv calculul termotehnic al elementelor de constructie in contact cu solul.

Un parametru determinant in calculul coeficientului G este rezistenta termica specifica corectata a elementelor de constructie.

Rezistenta termica specifica corectata tine cont de existenta puntilor termice, de dimensiunile geometrice ale acestora. Puntile termice conduc la cresterea fluxului de caldura transferat catre exterior. Variatia campului de temperaturi in elementul de constructie punte termica determina directiile de aparitie a fluxurile de caldura ce apar suplimentar in ansamblul pierderilor catre mediu. Fenomenul real de transfer bi sau tridirectional in elementul de constructie in care apare puntea termica este cuantificat prin corectarea fluxului unidirectional cu ajutorul coeficientilor specifici liniari si punctuali de transfer. Se materializeaza astfel in calcul neomogenitatea si anizotropia materialelor.

Software:Pentru o abordare cat mai practica a normativului C107/97, s-a realizat un program

software care reduce timpul de calcul, oferind specialistului etapele pe care le are de parcurs in calculul coeficientului G si scutindu-l de lucrul cu mai multe normative simultan, oferind informatii in mod unitar.

Programul este realizat cu o tehnologie IT de ultima ora –Visual .NET - un pachet de dezoltare foarte puternic al firmei Microsoft. Bazele de date stocheaza informatii din mai multe normative, informatii ce sunt regasite intr-o interfata grafica foarte prietenoasa, care faciliteaza accesul la ele.

Majoritatea imaginilor sunt realizate in Autocad, putind fi vizualizate la un grad de acuratete ridicat.

Informatiile necesare in diversi pasi ai algoritmului de lucru sunt regasite cu mare usurinta de program scutind specialistul de cautarea acestora in multimea tabelelor din normativele in vigoare.

Programul ofera si rezultate intermediare specialistului, facilitind luarea deciziei tehnice. Diversele variante ale unei structuri noi, pot fi analizate cu usurinta asa incat atingerea unui optim tehnico-economic se realizeaza mult mai usor decat in cazul algoritmului efectuat cu alte metode.

Facilitatea evaluarii pas cu pas a valorii coeficientului G ajuta specialistul in depistarea unor posibile defecte ce apar ulterior realizarii structurii, respectiv zone de aparitie a condensului, de aparitie a igrasiei, etc.

Modificarea structurii nou proiectate folosind diverse materiale noi, devine prin folosirea programului deosebit de usoara, cu realizarea cerintelor termice impuse acesteia.

Programul este inscris pe un CD, iar partea de instalare este facila, ne solicitind cunostinte speciale de IT. Acesta accepta orice sistem de operare de la Windows 98 pana la variantele actuale de Windows, la o rezolutie minima de 800x600.

Utilizarea acestui instrument de lucru necesita totusi utilizarea unor calculatoare cu grad mediu de performanta, care sa suporte platforma minimala de operare a Windows 98 si cunostintele minime de lucru cu un PC.

Programul a fost folosit cu succes in peste 200 de proiecte de audit.

Pozele urmatoare selecteaza cateva ecrane din programul descris:

Exemplu – inainte/dupa reabilitareINAINTE DE REABILITARE

-----------------------------------------------------|CALCULUL COEFICIENTULUI GLOBAL G DE IZOLARE TERMICA |

-----------------------------------------------------conform normativului privind calculul termotehnic

al elementelor de constructie ale cladirilor-- indicativ C107/1-97--

G = 1.284 > GN = 0.59Cladire - proiectata: inainte de anul 1998.

Cladire – destinatie: xxxxxx Volumul anvelopei = 4400.0(m3)

Numarul schimburilor de aer pe ora = 0.8(h-1)___________________________________________________________

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Pereti Exteriori -------------------------------------------

Subelement:------------

Nume = CARAMIDAR = 0.567(m2K/W); R' = 0.5251(m2K/W)

Aria = 1546.47(m2) Tau = 1.0 Alfa_i = 8(W/m2K) Alfa_e = 24(W/m2K)Materiale:

Nume = caramida Lambda = 0.77(W/mK) Grosime = 0.29(m)Nume = tencuiala Lambda = 1.32(W/mK) Grosime = 0.05(m)

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Plansee peste ultimul nivel ------------------------------------------------------


Nume = terasaR = 1.2195(m2K/W); R' = 1.0054(m2K/W)


Nume = placa beton Lambda = 1.74(W/mK) Grosime = 0.13(m)Nume = carton asfaltat Lambda = 0.123(W/mK) Grosime = 0.008(m)Nume = argila expandata Lambda = 0.23(W/mK) Grosime = 0.21(m)

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Plansee peste subsoluri neincalzite si pivnite -------------------------------------------------------------------------


Nume = placa de betonR = 0.3736(m2K/W); R' = 0.3399(m2K/W)


Nume = placa de beton Lambda = 1.74(W/mK) Grosime = 0.20(m)Nume = Lemn si produse din lemn Lambda = 0.23(W/mK) Grosime = 0.002(m)

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Tamplarie Exterioara -----------------------------------------------

Subelement:-----------------

Nume = ferestre Aria = 336.0(m2) Tau = 1.0 R' = 0.425(m2K/W)

Subelement:-----------------Nume = USI

Aria = 75.03(m2) Tau = 1.0 R' = 0.425(m2K/W)_________________________________________________________

Dupa reabilitare cu etansare chedere si izolare pereti polistiren de 10 cm si termoizolare pod cu vata minerala de 15 cm

-----------------------------------------------------|CALCULUL COEFICIENTULUI GLOBAL G DE IZOLARE TERMICA |

-----------------------------------------------------conform normativului privind calculul termotehnic

al elementelor de constructie ale cladirilor-- indicativ C107/1-97--

G = 0.541 < GN = 0.59Cladire - proiectata: inainte de anul 1998.

Cladire - destinatie: BRASOVULUI NR 4 Volumul anvelopei = 4400.0(m3)

Numarul schimburilor de aer pe ora = 0.5(h-1)___________________________________________________________

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Pereti Exteriori -------------------------------------------


Nume = CARAMIDAR = 2.8357(m2K/W); R' = 2.6063(m2K/W)

Aria = 1546.47(m2) Tau = 1.0 Alfa_i = 8(W/m2K) Alfa_e = 24(W/m2K)

Materiale:Nume = caramida Lambda = 0.77(W/mK) Grosime = 0.29(m)Nume = tencuiala Lambda = 1.32(W/mK) Grosime = 0.05(m)

Nume = POLISTIREN Lambda = 0.044(W/mK) Grosime = 0.10(m)

SUBELEMENTE DE TIPUL: - Plansee peste ultimul nivel ------------------------------------------------------


Nume = terasaR = 3.2195(m2K/W); R' = 2.7557(m2K/W)


Nume = placa beton Lambda = 1.74(W/mK) Grosime = 0.13(m)Nume = carton asfaltat Lambda = 0.123(W/mK) Grosime = 0.008(m)Nume = argila expandata Lambda = 0.23(W/mK) Grosime = 0.21(m)


SUBELEMENTE DE TIPUL: - Plansee peste subsoluri neincalzite si pivnite -------------------------------------------------------------------------


Nume = placa de betonR = 1.51(m2K/W); R' = 1.4314(m2K/W)


Nume = placa de beton Lambda = 1.74(W/mK) Grosime = 0.20(m)Nume = Lemn si produse din lemn Lambda = 0.23(W/mK) Grosime = 0.002(m)


SUBELEMENTE DE TIPUL: - Tamplarie Exterioara -----------------------------------------------

Subelement:-----------------

Nume = ferestre Aria = 336.0(m2) Tau = 1.0 R' = 0.466(m2K/W)

Subelement:-----------------Nume = USI

Aria = 75.03(m2) Tau = 1.0 R' = 0.466(m2K/W)_________________________________________________________

Concluzii:Programul este un instrument util in mana specialistului pregatit pentru analiza termoenergetica a constructiilor. El prezinta cateva avantaje deosebit de practice:

timpul efectuarii unei analize se reduce substantial; gradul de exactitate in aprecierea performantelor termice creste foarte mult; raportul analizei performantelor termice ale cladirii este realizat automat; ofera posibilitatea analizarii rapide a catorva variante pentru aceeasi problema tehnica.

accesare usoara a bazei de date necesare calculului.

In prezent, versiunea extinsa a programului, care cuprinde auditul complet al unei cladiri, tinand cont de factorii meteorologigi si climatul cladirilor, comportamentul termic al cladirilor(calculul coeficientului global de izolare termica; verificarea diferitelor calcule privind transferul de caldura pamant sol), consumurile energetice ale cladirilor in perioada de incalzire, expertiza energetica a cladirilor existente, certificarea energetica a cladirilor si a instalatiilor, este in curs de perfectionare, tinand cont de noile reglementari supuse consultarilor specialistilor in vederea definitivarii lor.

Pentru informatii suplimentare, sunati la telefoanele 021 3466517 / 0723307655www.romexim.ro

Abstract:Thermal analyze of a building is compulsory since new technical regulations so hat, there

will be no buildings that cannot ensure thermal comfort of ones who uses them.An important element is this analyze, is computation of global coefficient of thermal isolation of the building (G). This coefficient offers a clear thermal view of a building by quantifying heat

loses of the building to exterior from the envelope, from soil, the thermal powers needed to be used in air heating for comfort conditions.

For a practical usage of C107/97thermal regulation, there was made a software program that reduces the needed time of G coefficient computation.

The program was used successfully in more over 200 projects

Bibliografie[1] Fl. Chiriac, C. Mihaila, V. Cartas, A.M Bianchi. – Termotehnica – ICB 1988[2] NP 048-2000. – Normativ pentru expertizarea termica si energetica a cladirilor existente

si a instalatiilor de preparare a apei calde de consum aferente acestora.[3] C 107/1-97 – Normativ pentru calculul coeficientului global de izolare termica ale

cladirilor de locuit.[4] C 107/3-97 – Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale

cladirilor.[5] C 107/4-97 – Ghid pentru calculul performntelor termotehnice ale cladirilor de

locuit.[6] C 107/5-97 – Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie in

contact cu solul.[7] Mateescu Monica – Romexim Plus; Gabriel Ivan – UTCB – Articol BIRAC 2003 - Mai usor, mai rapid, mai sigur in analiza termoenergetica a cladirilor[8] Nicolae P. Leonachescu – Transferul caldurii intre constructii si sol[9] Octavia Cocora – Auditul si expertiza termica a cladirilor si instalatiilor aferente[10] L. Dumitrescu – “Reabilitarea si modernizarea protectiei termice a cladirilor si instalatiilor aferente”R Instalatorul Nr. 1/2000[11] Manualul de Instalatii, vol V+I – Editura Artecno, Bucuresti 2002

LAMBDA pentru diferite materiale

Indicele Lambda indica acea cantitate de energie termica ce trece intr-o secunda pe 1 mp de material cu o grosime de 1 m, atunci cand diferenta de temperatura pe suprafata sa ajunge la 1 grad C. Lambda nu depinde de grosimea materialului.

Tip material LAMBDA [W/mK]

EPS (polistiren expandat) 0,030-0,038

XPS (polistiren extrudat) 0.029 – 0.039

PU (spuma poliuretanica) 0,018-0,028

Vata minerala bazaltica 0.034 – 0.042

Vata minerala din fibra de sticla 0.031 – 0.044

Fibrele celulozice 0,0371

Beton (ρ = 2400 kg/mc) 0,8-1,7

Marmura (ρ = 2700 kg/mc) 2,9

http://termoizolatii.afacereamea.ro/termoizolatii/lambda-pentru-diferite-materiale/?pfstyle=wp

Diamant 1000

Argint 406

Cupru 385

Aur 314

Alama 109

Aluminiu 205

Fier 79,5

Otel 50,2

Plumb 34,7

Mercur 8,3

Gheata 1,6

Sticla obisnuita 0,8

Apa la 20 °C 0,6

Azbest 0,08

Caramida termoizolanta (ρ = 950 kg/mc) 0,15-0,25

Caramida plina (ρ = 2000 kg/mc) 0,6

BCA 0,12-0,16

BCU (ρ = 1200 kg/mc)(ρ = 1000 kg/mc)

0,380,23

(ρ = 800 kg/mc)(ρ = 600 kg/mc)(ρ = 400 kg/mc)

0,180,140,1

YTONG 0,13

Lemn 0,12 – 0,04

Pluta 0,03

Aer 0,023 – 0,024

Heliu (20°C) 0,138

Hidrogen (20°C) 0,172

Azot (20°C) 0,0234

Oxigen (20°C) 0,0238

Documents

Calculul Automat Al Coeficientului Global de Izolare Termica in Analiza Termoenergetica a Cladirilor