Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
10:24 AM
1 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
Echilibrul între eficiența energetică, dezvoltarea
sustenabilă și calitatea vieții în clădirile viitorului.
Studiu de caz.
The Balance between Energy Efficiency, Sustainable
Development and Quality of Life in the Buildings of the
Future. Case Study
Dr. ing. Constantin Miron1, dr. ing. Livia Miron1
1Institutul National de Cercetarea Dezvoltare în Construcţii, Urbanism si
Dezvoltare Teritoriala Durabila „URBAN-INCERC”, Sucursala Iaşi .
Str. Prof. Anton Sesan nr. 37, 700048, IASI
10:24 AM
2
Dezvoltarea industrială intensivă a generat valori materiale în detrimentul „sănătăţii
omului şi a mediului”, fapt care a condus la necesitatea impunerii respectării unor
tratate internaţionale care obligă la adoptarea unor norme de limitare a consumurilor
de energie din surse convenţionale şi a emisiilor poluante de gaze cu efect de seră.
Comisia europeana pentru Energie Durabilă a impus o noua Strategie privind
dezvoltarea durabilă a Europei – Europa 2020, care impune o reducere a
consumului de energie şi a emisiilor de CO2 cu 20% până in 2020 si creșterea
ponderii utilizării resurselor regenerabile, care ar trebui să reprezinte 20 % din totalul
consumului de energie al Uniunii Europene până în anul 2020 (Directiva 2010/31/EC,
Directiva 2009/28/EC).
Economia de energie este parte integrantă şi esenţială a Strategiei EU-27 pentru
Schimbările climatice, de reducere a emisiilor de C02, de creştere a durabilităţii şi
îmbunătățirea securității furnizării si competitivităţii. Strategia EU-27 are ca ţintă
reducerea până în anul 2020 a emisiilor globale de gaze cu efect de seră cu cel puţin
20 % sub nivelurile din 1990 şi cu 30 % în eventualitatea încheierii unui acord
internaţional în acest sens.
Criza energetică a ultimilor ani a condus societatea către măsuri de reducere a
consumurilor de energie, inclusiv cea consumata in cladiri (cca 40 % din total).
Astfel au ajuns să fie concepute și aplicate, casele eficiente energetic și casele
pasive.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
3
Casa pasiva = casa cu pierderi de energie minime (necesar incalzire 15 kWh/m2/an)
= anvelopa super izolata si recirculare a aerului respectiv recuperare a tuturor
aporturi interioare de caldura.
Nevoia de sănătate a oamenilor și de igiena a spațiilor interioare impune ca
necesitate, deschiderea directă către aerul exterior a părților vitrate mobile, pentru ca
aerul respirat să provină direct din mediul exterior, cu excepția cazurilor speciale de
poluare când se impune curățirea aerului care provine din exterior.
Prin urmare în mod conștient trebuie să acceptam un sacrificiu energetic pentru
sănătate și igienă, sacrificiu enrgetic care poate fi asigurat din surse regenerabile.
Considerăm ca ceea ce trebuie urmarit este conceptul de „ Nearly Zero –Energy”
si nu cel de casă pasivă, tocmai datorita cerințelor impuse de păstrarea sănătății
ocupanților.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
4
Actualmente în lume există o intensă preocupare pentru revenirea la sistemul
eco-eficient de construire, care să aibă un impact minim asupra mediului și să
respecte principiile dezvoltării durabile.
În ceea ce priveşte domeniul construcţiilor, cel mai mare impact, în
interacţiunea om – construcţie, le au locuinţele, atât prin ponderea de timp,
petrecut mai ales pentru odihnă şi refacerea capacităţii zilnice de muncă, cât şi
prin condiţiile de confort interior. Cercetările de laborator şi investigarea in situ,
realizate pe plan mondial pe construcţiile vechi şi foarte vechi, pe materialele
constituente, au demonstrat calităţile ecologice şi de durabilitate, incontestabile,
ale materialelor naturale precum piatra, lemnul, varul, argila.
Utilizarea pe scara larga a materialelor de constructie, nesănătoase, de multe
ori mai scumpe decât cele naturale şi durabile, dar larg agreate ca fiind moderne -
PVC, polietilenă, materiale pe bază de răşini, plăci aglomerate din deșeuri de lemn
şi răşini sintetice, a generat în ultimele două decenii un nou fond de locuinţe.
Cercetările colectivului Laboratorului de Cercetare şi Încercări Higrotermice
- Climatice (de mediu) pe materiale, elemente de construcţii şi echipamente - IH,
realizate în cadrul unor proiecte de cercetare derulate in cadrul programelor
naționale AMTRANS [2, 3] au reflectat clar situaţia total neconformă din punct de
vedere ale cerinţelor ecologice şi energetice ale locuinţelor de tip uni sau pluri –
familial construite în ultimii 20 de ani
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
5
Studiu de caz - Soluție eco - durabilă de modernizare și reabilitare complexă
(structurală și termoenergetică) a unei locuințe unifamiliale
Studiul de caz are ca obiectiv prezentarea unei soluții de reabilitare, care se
realizează în contextul principiilor conservării și reabilitării eco-durabile a
construcţiilor tradiționale, a unei clădiri de locuit, unifamiliale, din municipiul Iași,
construită în perioada anilor 1873 – 1890
Construcția existentă a fost realizată pe sistem constructiv menționat încă din
epoca neolitica, propagat ulterior in perioada dacica, medievala, utilizata pe
teritoriul Moldovei până in sec. XX.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
6
Sistemul constructiv se bazează pe o structura din tălpi, stâlpi și bârne de
stejar sprijinite pe fundații izolate din piatra clădită, cu pereții realizați din din
vălătuci (împletitură de argilă cu nuiele) pe „furci” (elemente verticale din lemn
pe toată înălţimea pereţilor).
Argumentul decisiv in alegerea solutiei de reamenajare a constat in
comportarea excelenta a construcției pe toată durata exploatării sale
(1880….2012), atât din punct de vedere al echilibrului higrotermic cât și al
stabilității sub acțiunea tuturor factorilor de mediu climatic și acțiunea
seismelor.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
7
Dat fiind comportarea bună a construcției existente pe toată durata exploatării
sale din anii 1890 până în prezent, s-a decis consolidarea acesteia, completată
cu o reabilitare și extindere, adaptată la modul de construcție inițial și
modernizată în acord cu cerințele actuale, apelându-se la o soluție care se
bazează pe utilizarea exclusivă a materialelor ecologice anume betoanele
ecologice termoizolante tip MOPATEL® si ECOPIERRA® - brevetate
internaţional PCT/BE2006/000048, Autor ing. Petrache Teleman - compozit
ecologic realizat pe baza de agregate naturale (argilă expandată în cuptor,
granule de plută, rumeguş şi talaş, fibre de lana) şi doi lianţi Ciment Portlant
CEM 1 şi var stins în pastă..
Soluția de reabilitarea complexă, structurală şi funcţională realizată a urmarit
conservarea imobilului vechi, consolidarea fundaţiilor, a structurii şi
modernizarea funcţionalului, plecând de la principiul reabilitării termo-
energetice prin dublarea anvelopei existente cu o anvelopă exterioară,
eficientă energetic dar cu calități ecologice.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
8
Caracteristică UM Metodă de încercare
Valoare de referinţă
Valoare măsurată
Unitatea executantă
Densitatea Betonului:
kg/m3
EN 772-1:2000
(SR EN 772-
Caracteristicile
tehnice de
material ale
betoanelor
usoare tip
MOPATEL® si
ECOPIERRA®:
1:2000)
700….. 1700
CSTC Belgia
URBAN -INCERC
Iasi
- ECOPIERRA® STRONG 1235…1481
- ECOPIERRA® MEDIUM 1.200 - 1.400
- ECOPIERRA® LIGHT 1.000-1.200
- MOPATEL® STRONG 1104
- MOPATEL® MEDIUM 870…920
- MOPATEL® LIGHT 745…810
Conductivitatea termică λ10,
W/mK
STAS
5912-89
SR EN
12667:2002
0,35 ...
0,15
URBAN
INCERC Iasi
- ECOPIERRA® STRONG 0,348
0,22..0,25 - ECOPIERRA® MEDIUM
0,17 …0,22 - ECOPIERRA® LIGHT
- MOPATEL® STRONG 0,271…0,331
- MOPATEL® MEDIUM 0,202.. 0,215
- MOPATEL® LIGHT 0,09 ..0,160
Caracteristicile tehnice de material ale betoanelor usoare tip
MOPATEL® si ECOPIERRA®:
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
9
Caracteristicile tehnice de material ale betoanelor usoare tip
MOPATEL® si ECOPIERRA®:
Caracteristică UM Metodă de încercare
Valoare de referinţă
Valoare măsurată
Unitatea executantă
Rezistenţa la compresiune
N/mm2
EN 772-1:2000
(SR EN 772-
1:2000)
700….. 1700
CSTC Belgia,
ARGEX SA –
Belgia,
URBAN -INCERC
Iasi
- ECOPIERRA® STRONG 11,2 …22,56
- MOPATEL® STRONG 9,037 .. 12,0
- MOPATEL® MEDIUM 4,792…5,539
- MOPATEL® LIGHT 0,533..1,022
Rezistenţa la îngheţ – dezgheţ
pentru MOPATEL® LIGHT %
SR EN 772-
18:2003
(STAS
3518-89
STAS
1275-88)
50 cicluri
Pierdere de
rezistenţă
7,4
URBAN INCERC
Iasi
Laboratorul central
CCF Bucureşti
Absorbţie de apă pentru
ECOPIERRA® STRONG %
NBN B15-215
(SR EN 772-
11:2003)
- 2,73 …3,97
ARGEX SA – Belgia
URBAN -INCERC
Iasi
Factorul de rezistenţă la vapori
de apă pentru MOPATEL®
STRONG -
EN ISO 12572:
2001 - 16,6 …17,2 CSTC Belgia
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
10
Etapele şi obiectivele acțiunii de reabilitare – conservare - modernizare
sunt:
• etapa cercetării stării actuale a construcției care urmărește investigarea stării
elementelor de structură, a fundațiilor, a închiderilor;
• etapa elaborării soluțiilor de reabilitare complexă structurală și a măsurilor de
eficientizare energetică, eco – durabilă.
• stabilirea programul de monitorizare a comportării postreabilitare.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
11
Etapa cercetării stării actuale și investigarea stării elementelor de structură, a
fundațiilor, a închiderilor construcției vechi:
- cota pardoselii a fost ridicată peste nivelul terenului natural cu cca 40....60 cm,
terenul fiind în pantă mică;
- talpa construcţiei este realizată din bârne de stejar cioplit, sprijinite la colţuri pe
fundaţii izolate din piatră clădită, până la o mică adâncime de cca 30 cm sub cota
terenului natural;
-pardoselile sunt din lemn vopsit la partea superioară, aşezate pe rigle din stejar si
lemn de răşinoase, înglobate în umplutură de argilă uscată cu grosimea de cca 30
cm;
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
12
-starea tălpii din stejar cât şi a pardoselii din lemn este perfectă, fără urme de
degradare la umiditate ci dimpotrivă, fiind uscate şi durificate. Lemnul pardoselii
deşi este din răşinoase, are densitatea cu mult mai mare (cca 740 kg/mc) decât
cea obișnuită ( cca 400 kg/mc)
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
13
Stratul de umplutură de argilă uscată pe care se sprijină pardoseala şi
riglele suport a asigurat atat ruperea capilarităţii apei cât şi stabilitatea
pardoselii, neexistând nici o tasare.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
14
Măsuri pentru reabilitarea complexă, structurală şi funcţională şi măsuri de
eficientizare energetică eco-durabilă
Dat fiind asezarea constructiei pe o fundatie din piatra cladita de mica adancime,
s-a decis „ incorsetarea” acesteia într-o fundaţie perimetrală pe exterior, cu soclu
inalt, din beton armat, izolata termic cu PSE densitate 25…30 kg/mc si hidroizolat
cu membrana speciala pentru fundatii
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
15
S-au eliminat acoperişul şi umplutură termoizolatoare din argilă de pe tavanul
construcţiei existente, descărcând pereții existenți de sarcina.
Peste noua fundația, s-a realizat, la nivelul parterului, o structura din lemn pe
exteriorul construcției vechi, si pe interiorul acesteia, care încorsetează structura
existenta. Pereții imobilului rămân ca un stat interior al noilor închideri perimetrale.
Se completează pe înălțime închiderile vechi de la cota existentă (cca 2,20m) la
cota tavanului parter a viitoarei construcții, cu materiale termoizolante ușoare
(beton ecologic foarte uşor).
De la cota tavanului parter, se continuă pe verticală numai structura exterioară din
lemn. Structura nouă din lemn este legată și solidarizată cu structura veche de
lemn (furci-grinzi) cu elemente de legătură metalice și umpluturi
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
16
Noua construcţi are pereţii exteriori, masivi și cu o grosime finală de cca 50cm,
rezultați în urma reabilitării structurale și termice, în ordine de la exterior la interior
din:
•placare exterioară cu scândura, plasă sudată și tencuială de cca 5cm din mortar
ecologic, (var – ciment - rumeguş din lemn - MOPATEL® Medium [2]). Stratul final
de finisaj se va realiza cu mortar cu ciment alb armat cu fibra de sticla.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
10:24 AM
17
•structură de rezistenta grinzi - stâlpi din lemn, exterioară, contravântuită, cu
umplutura din materiale termoizolante minerale (anorganice - vată minerală
bazaltică sau rumeguş-talaj din răşinoase), aşezată pe fundația – soclul
perimetral din beton armat.
•pereții vechi din vălătuci pe furci
•finisaj interior, realizat cu același timp de beton ecologic si anume MOPATEL®
Light, armat, cu rol termoizolator şi de facilitare a evacuării vaporilor de apă, care
ajung în structura interioară a pereţilor.
eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
Termoizolarea va fi asigurată de umplutură realizată dintr-un amestec ecologic de
var si talaș-fibră de lemn și rumeguș.
Straturile de aer casetat dinspre interior vor avea fante pentru controlul gradului
de ventilare și măsurare a parametrilor convecției. S-au prevăzut zone de
ventilare a grinzilor tălpii noii clădiri precum și măsurări de verificare a
comportării în timp a materialului termoizolant.
10:24 AM
18 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
Straturile de aer casetat dinspre interior vor avea fante pentru controlul gradului
de ventilare și măsurare a parametrilor convecției. S-au prevăzut zone de
ventilare a grinzilor tălpii noii clădiri precum și măsurări de verificare a
comportării în timp a materialului termoizolant.
10:24 AM
19 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
Pardoselile – lemn răşinoase ( 35 mm în sistem îmbinare nut – feder, pozate
la parter pe rigle de lemn şi un strat termoizolator ecologic de tipul descris mai
sus, în grosime de cel puţin 150 mm, plasat pe pardoseală existenta)
Constructia va fi dotată cu toate instalaţiile şi utilităţile necesare, inclusiv cu
surse de producere a energiei din surse regenerabile :
- panouri solare termice şi fotovoltaice
- cazan de încălzire şi preparare a apei calde menajere, cu sursă lemnul şi
materialele vegetale care se acumulează în gospodărie pe durata unui an.
- rezervor pentru colectarea apelor pluviale captate de pe învelitoare, ca sursă
tampon de apă pentru nevoile gospodăriei și reducerea consumului din rețea, şi
ca acumulator de energie termică,
- senzori termici, de umiditate,
- detectoare de fum și de incendiu,
- instalație pentru măsurarea, înregistrarea și monitorizarea stării fizice și
gestionarea utilităților.
10:24 AM
20 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”
Concluzii
Lucrarea se constituie într-un semnal adresat specialiștilor și utilizatorilor
construcțiilor, pentru reconsiderarea valorilor tradiționale ale materialelor și
tehnicilor de construire, în special pentru locuințe, dovedite în asemenea etape
mari de timp ca fiind perfect adaptate unei vieți de calitate. Modernizarea trebuie
să se facă cu discernământ în aspectele care țin de facilitarea accesului la
utilități, de asigurarea unui funcțional adecvat și în general de aspecte care nu
contravin cerințelor de asigurare a sănătății ocupanților și a unui mediu curat.
Cel mai grav este faptul că implicaţiile asupra sănătăţii oamenilor sunt neglijate,
acestea generând efecte în lanţ, pe durate mari, greu de evaluat şi de perceput
la momentul construirii unei locuinţe noi.
10:24 AM
21 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD
National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development
“URBAN - INCERC”