Efectele Reabilitarii Protectiei Termice a Cladirilor

8/3/2019 Efectele Reabilitarii Protectiei Termice a Cladirilor

http://slidepdf.com/reader/full/efectele-reabilitarii-protectiei-termice-a-cladirilor 1/6

C o

n s i d e

r a ţ i i t e o r e t i c e

1. IntroducereStrategia economică a unei

dezvoltări durabile impune înmod cert promovarea eficienţeişi utilizarea raţională a energiei la

nivelul clădirilor, consumator ma- jor de energie la nivelul atât al Ro-mâniei cât şi al ţărilor membre aleUniunii Europene. Astfel, conformstructurii consumului de energiela nivel mondial, cel mai mareconsumator energetic îl repre-zintă clădirile cu 45%, urmat deindustrie şi transporturi cu 20%.Din consumul energetic total alunei clădiri, încălzirea reprezintăaproximativ 54%, iar pentru aco-perirea acestui necesar de ener-gie se ard importante cantităţi de

combustibil fosil cu emisii însem-nate de CO2.

În acest context, o problemăde maximă importanţă în do-meniul construcţiilor o constitu-ie reabilitarea fondului existentde clădiri, în scopul ridicării cali-tăţii confortului interior, reduceriiconsumului de energie şi atenuă-rii emisiilor poluante pentru me-diul înconjurător. Din punct devedere termotehnic, reabilitareaclădirilor presupune creşterea re-zistenţei termice a anvelopei clă-

dirii şi eliminarea fenomenelor decondens la clădirile unde acestefenomene se manifestă, precumşi asigurarea exigenţelor de con-fort termic, atât în regim de iarnăcât şi în regim de vară.

În acest articol se analizeazăprincipalele efecte ale reabilită-rii protecţiei termice a clădirilor,care au implicaţii asupra consu-mului energetic pentru încălzireşi asupra gradului de confort alocupanţilor din clădire.

2. Analiza efectelor izolăriitermice suplimentareIzolarea adiţională a unei clă-

diri influenţează direct sau indi-rect bilanţul energetic al aceste-

ia şi are multiple repercusiuni asupra proprietăţilortermotehnice ale clădirii şi asupra confortului termic.Modul şi gradul în care aceste influenţe se manifestădepind în mare măsură de poziţia stratului de izola-ţie în structura elementului de construcţie exterior şi

de modul de execuţie a îmbinărilor. Efectele directeşi indirecte ale izolării termice suplimentare sunt pre-zentate schematic în figura 1.

Rezistenţa la transfer termic. Practica a de-monstrat că rezistenţa termică R a elementelor deconstrucţie exterioare ale clădirilor realizate din pa-nouri prefabricate este mult mai redusă decât cearezultată în urma calculelor, din cauza afectării con-ductivităţii termice a materialului termoizolant decătre factorii mecanici, termici sau de umiditate peparcursul procesului de execuţie şi a punţilor termi-ce “punctuale”.

Printr-o protecţie termică adiţională a pereţilor

exteriori rezistenţa la transfer termic creşte, până cematerialul termoizolant suplimentar atinge o anumi-tă grosime limită (cca. 1…2 cm), peste care aceas-tă creştere devine nesemnificativă. Corespunzătoracestor creşteri ale rezistenţei la transfer termic, pier-derile de căldură prin suprafaţa opacă se reduc decâteva ori, însă concomitent cu aceasta se produce şio reducere a pierderilor de căldură prin transfer ter-mic bi - şi tridimensional la nivelul punţilor termice.

Pe baza câmpului de temperatură rezultant la nivelulpunţilor termice şi la îmbinări poate fi determinat unfactor, cu ajutorul căruia să fie calculate pierderile decăldură suplimentare ce apar în zona punţilor termi-ce, faţă de câmpul elementului de construcţie lipsitde punţi termice. Acest factor este denumit rezisten-ţă termică liniară (unidirecţională) R

l , corespunzând

la 1 m lungime de îmbinare.Efectul izolării termice la exterior este diferit la diver-se tipuri de îmbinări: deosebit de favorabil la îmbinări în

T (perete exterior - perete interior, perete exterior - plan-şeu intermediar), mai puţin bun la colţuri, are o influen-ţă redusă la balcoane şi depinde de modul de realizare asuprafeţelor laterale la perimetrul ferestrelor.

Pentru un anumit element de construcţie exteriorse poate defini rezistenţa termică echivalentă R

e, nu-

meric egală cu fluxul termic ce străbate unitatea desuprafaţă în unitatea de timp, la o diferenţă de tem-peratură de 1 K, ţinând seama de pierderile de căldu-ră suplimentare induse de punţile termice:

N

j jl

j

e R

l

S R R 1

111

(1)

în care: R este rezistenţa termică a elementului deconstrucţie, în m2·K/W; S - aria elementului de con-strucţie, în m2; l

j - lungimea îmbinărilor de tip j , în m;

Rlj

- rezistenţa termică liniară a îmbinării de tip j , înm·K/W.

În scopul reabilitării protecţiei termice a clădiri-lor este interesant de urmărit variaţia raportului re-zistenţelor termice echivalente ale elementelor deconstrucţie exterioare înainte şi după izolarea termi-că adiţională.

Interdependenţa între punţile termice şi schim-

bul de aer necesar. Elementele de închidere sunt ele-mente neomogene, cu punţi termice. Datorită transfe-rului termic bi- şi tridimensional, în zonele de îmbinarese produce transfer de căldură mult mai intens, care areca efect apariţia la nivelul suprafeţei interioare a uneitemperaturi mult mai scăzute decât temperatura supra-feţei interioare în câmpul deschis al elementului. Acestetemperaturi scăzute pot cauza apariţia condensării ca-pilare pe suprafeţele respective.

Efectele reabilitării protecţiei

termice a clădirilor

Fig. 1 Efectele izolării termice suplimentare

12

Consideraţii

Teoretice

N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8



14 N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8

Se consideră trei tipuri de punţi termice carac-teristice blocurilor de locuinţe realizate din pano-uri prefabricate. Astfel, în figurile 2 – 4 sunt prezen-tate o îmbinare între un perete exterior şi planşeulcare separă o încăpere de un garaj, o îmbinare întreplanşeul ce separă două încăperi şi peretele exteri-or, şi respectiv o altă îmbinare între peretele exteri-

or şi planşeul acoperişului plat. Se consideră tempe-ratura aerului interior, în toate încăperile de 20°C, iar în garaj de 15°C.

În fiecare caz, rezistenţa termică a peretelui exte-rior existent este de 1,25 m2K/W, devenind după rea-bilitare prin placare exterioară cu polistiren expandat(12 cm) de 2,50 m2K/W. De asemenea, valorile co-respunzătoare ale rezistenţei termice pentru acope-riş sunt de 2 m2K/W şi respectiv 5 m2K/W.

Calculele sunt efectuate pentru un regim detransfer termic staţionar, corespunzător sezonului de

încălzire, temperatura aerului exterior variind între –15°C şi +12°C.

În figura 5 sunt reprezentate curbele de variaţie, în

raport cu temperatura aerului exterior te, a tempera-turii minime t m

pe suprafaţa interioară a elementu-lui de construcţie condensat, pentru cele trei tipuri

de punţi termice, înainte şi după placarea exterioa-ră cu polistiren expandat (12 cm la pereţi şi 20 cmla acoperiş). De asemenea, figura 6 prezintă variaţia,

în raport cu temperatura aerului exterior, a umidită-ţii relative a aerului interior pentru evitarea produce-rii condensului pe suprafaţa interioară a elementuluide construcţie în situaţiile analizate.

Pe baza valorilor din diagramele prezentate în fi-gurile 5 şi 6 rezultă curbele de variaţie a umidităţiirelative a aerului interior φ

i pentru evitarea apariţi-

ei condensării capilare, în cele două situaţii analiza-te (fig. 7).

Reabilitarea protecţiei termice conduce la redu-cerea influenţei negative a punţilor termice, cu efectbenefic şi asupra distribuţiei temperaturii la nivelulsuprafeţelor interioare ale elementelor de construc-ţie exterioare. Prin aceasta scade semnificativ posibi-litatea apariţiei condensului, respectiv a distrugerilorstructurale. Indirect, aceasta influenţează şi consumulenergetic deoarece dacă temperaturile sunt mai ridi-cate în zonele de îmbinare, atunci umiditatea relativă

a aerului interior poate fi mai mare, adică se poate re-duce numărul de schimburi orare de aer şi odată cuacesta pierderile de căldură prin ventilarea încăperilor.

Fig. 2 Punte termică la îmbinarea perete exterior-planșeu

de la primul nivel (tip a)

1 - beton ciclopian (30 cm); 2 - vată minerală (2 cm);

3 - vată minerală (8 cm); 4 - beton armat (7 cm);

5 - beton armat (15 cm); 6 - beton simplu (15 cm);

7 - beton simplu (2,5); 8 - beton armat (14 cm);

9 - tencuială (3 cm).


de la nivel intermediar (tip b)

1 - beton armat (12 cm); 2 - beton simplu (12 cm);

3 - beton armat (6 cm); 4 - cheramzit (15 cm); 5 - beton

armat (4 cm); 6 - polistiren expandat (2 cm); 7 - mastic

bituminos (8 cm).


de la ultimul nivel (tip c)

1 - beton armat (9,5 cm); 2 - vată minerală (2 cm);3 - material de etanșare (3 cm); 4 - beton armat (12 cm);

5 - beton din zgură (14 cm); 6 - placă de beton (5 cm); 7

- aer (10 cm); 8 - beton armat (14 cm); 9 - beton simplu

(5 cm); 10 - beton armat (15 cm).

a b c

Fig. 7 Umiditatea relativă a aerului interior pentru evitarea condensării capilare

a b c

Fig. 6 Umiditatea relativă a aerului interior pentru evitarea condensării la suprafaţă

a b c

Fig. 5 Variaţia temperaturii minime la suprafaţa interioară a elementelor de construcţie

Consideraţii

Teoretice



15

Consideraţii

Teoretice

N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8

Se consideră că peretele exterior, conţinând opunte termică, face parte din câte o încăpere cu di-mensiunile geometrice din figura 8, situată pe rândla primul nivel (punte termică de tip a), la un nivel

intermediar (punte termică de tip b) sau la ultimulnivel (punte termică de tip c ) şi că evitarea apariţi-ei condensării capilare în aceste încăperi se realizea-ză prin creşterea numărului de schimburi orare deaer proaspăt. Fereastra reprezintă 28 % din aria ele-mentului de închidere şi are rezistenţa la transfer ter-mic de 0,4 m2K/W. În încăpere există două persoa-ne, fiind necesar un număr de schimburi orare de aern = 0,91 h-1.

În figura 9 sunt reprezentate curbele de variaţiea numărului de schimburi orare de aer pentru evi-tarea condensării capilare, în funcţie de temperatu-ra aerului exterior, pentru cele trei tipuri de încăperi.Se observă că de la o anumită temperatură a aeru-

lui exterior (temperatură critică), numărul de schim-buri orare de aer creşte brusc, depăşind numărul mi-nim necesar. Adică, se introduce un debit de aer rece

în încăpere mai mare decât cel prevăzut. În acest caz,fie nu se asigură un confort termic corespunzătorocupanţilor, fie debitul suplimentar de aer trebuie

încălzit la temperatura aerului interior, când energiatermică necesară pentru încălzire nu mai coincide cucea considerată la proiectare.

În tabelul 1 se prezintă comparativ valorile energi-ei termice Q

c necesare încălzirii aerului proaspăt su-

plimentar pentru evitarea condensării capilare, pedurata unui sezon de încălzire şi ale temperaturii cri-tice a aerului exterior t

e,cr , pentru cele trei tipuri de în-

căperi analizate.Dintre cele trei tipuri de punţi termice cea mai pu-ţin pretenţioasă din punct de vedere al condensă-rii capilare este cea de tipul b, urmată de tipurile a şi c . La acestea din urmă rezultă cantităţi importan-te de energie termică suplimentară ce trebuie intro-duse în încăpere în vederea evitării condensării ca-pilare. Prin reabilitarea protecţiei termice nu se evităconsumul suplimentar de energie, dar datorită creş-terii temperaturii suprafeţei interioare a elementelorde construcţie exterioare rezultă o reducere a debi-tului de aer suplimentar, respectiv se obţine o creşte-re a temperaturii critice a aerului exterior, deci o mic-şorare a intervalului de timp în care există consum

suplimentar de energie.

Variaţia temperaturii medii de radiaţie. Unefect secundar favorabil al creşterii rezistenţei termi-ce echivalente este creşterea temperaturii medii de

radiaţie θmr

. Aceasta are o importanţă sporită în cazulclădirilor cu indice de formă ridicat unde există unnumăr mai mare de încăperi cu două sau mai mul-te elemente de închidere. Influenţa negativă a valori-lor scăzute ale temperaturii medii de radiaţie asupraconfortului termic poate fi compensată într-o oare-care măsură prin creşterea temperaturii aerului inte-rior, în cazul adoptării sistemului de încălzire cu cor-puri de încălzire.

Dacă, pentru simplificare, se presupune că tem-peratura medie a aerului exterior pe sezonul de în-

călzire este de 0°C, creşterea temperaturii aerului in-terior cu 1°C conduce la o mărire cu 5% a pierderilorde căldură prin ventilare. Pierderile de căldură prinventilare reprezintă între 30…40% din pierderile to-tale de căldură ale clădirii, astfel că variaţia cu 1°C atemperaturii aerului interior induce o variaţie cu cca.2% a pierderilor totale de căldură ale clădirii.

Variaţia temperaturii resimţite (de confort). Temperatura resimţită t

c se defineşte ca medie între

temperatura medie de radiaţie θmr

şi temperatura in-terioară t

i raportate la valorile coeficienţilor de trans-

fer termic:

cr

icmr r c

t t

(2)

în care αr

şi αc

sunt coeficienţii de transfer termicradiant şi convectiv între suprafaţa corpului uman şimediul ambiant, în W/(m2·K)

Coeficientul de transfer termic radiant αr se deter-

mină cu relaţia:

22734 ccl

D

r r

t t

A

A (3)

în care: t cl

este temperatura medie a îmbrăcă-mintei; σ – constanta Stefan-Boltzmann, egală cu5,67·10-8 W/(m2·K 4); A

r / A

D– raportul suprafeţelor ra-

diante ale corpului îmbrăcat şi nud, egal cu 0,7 pen-

tru poziţia şezând sau cu 0,73 pentru poziţia stând în picioare.Coeficientul de transfer termic convectiv α

c de-

pinde de viteza vi a aerului interior:

6,03,8 ic v (4)

Temperatura medie de radiaţie θmr

se calculeazăcu relaţia:

273 4

1

n

i

Siimr t (5)

în care: φi este factorul unghiular între corp şi su-

prafeţele înconjurătoare Si de temperatură t

Si .

Se consideră o încăpere dintr-un bloc de locuinţesituată la un nivel curent, cu caracteristicile geome-trice conform figurii 8. Se calculează variaţia tempe-

raturii resimţite în funcţie de temperatura exterioarăpentru un regim staţionar de transfer termic, cores-punzător a două tipuri de punţi termice, întâlnitefrecvent la clădiri construite în anii 1970. Primul tip(fig. 3) reprezintă o îmbinare între un perete exteri-or şi o pardoseală care separă două încăperi cu tem-peratura interioară de 20°C. Cel de-al doilea tip depunte termică (fig. 10) apare la îmbinarea unui pere-te interior care separă două încăperi cu aceeaşi tem-peratură a aerului interior (t

i = 20°C).

Valoarea rezistenţei la transfer termic a structuriiiniţiale este de 0,935 m2K/W, iar dacă se consideră unstrat termoizolant suplimentar de 12 cm din polisti-ren expandat aceasta creşte la 2,5 m2K/W.

Tabelul 1. Energia necesară încălzirii aerului suplimentar și temperatura critică a aerului exterior

Mărimea

Tipul încăperii

a b c

Existent Reabilitat Existent Reabilitat Existent Reabilitat

Qc

[KWh] 177 31 31 4,4 192 61

[%] 7,50 1,40 1,60 0,24 7,40 3,00

t e,cr

[°C] 0,5 6 4 9 –8 3

Fig. 8 Caracteristici geometrice ale încăperii

a b c

Fig. 9 Variaţia numărului de schimburi orare de aer pentru evitarea condensării capilare

Fig. 10 Punte termică1 - start de uniformizare (3cm); 2 - beton armat (5cm);

3 - vată minerală (5cm); 4 - beton armat (15cm);

5 - vată minerală (2cm); 6 - beton armat (23cm);

7 - beton armat.



Fereastra dublă reprezintă 28% din totalul supra-feţei peretelui exterior şi rezistenţa ei la transfer ter-mic creşte în urma reabilitării de la valoarea de 0,33m2K/W la 0,80 m2K/W.

În diagramele din figura 11 se prezintă variaţiatemperaturilor minime t Smin

pe suprafaţa interioară acelor două îmbinări considerate, în funcţie de tem-peratura aerului exterior t

e.

Efectul punţilor termice se resimte pe o suprafaţăcu lăţimea de 0,6 m pe colţurile încăperii.

Se consideră un sistem de încălzire cu apă caldă70/50°C, un radiator tip Vogel & Noot cu dimensiu-nile 1120×600 mm şi un reglaj calitativ al sistemului,iar în figura 12 se reprezintă curba de variaţie a tem-peraturii medii pe suprafaţa radiatorului.

În încăpere se găseşte o singură persoană ce îşidesfăşoară activitatea la calculator (i

M=1,2 met),

pentru care rezistenţa termică a îmbrăcămintei este

Rcl = 0,90 clo. Corespunzător acestor date rezultă otemperatură de confort optimă t c

= 22°C.Dacă se consideră că temperatura pereţilor interi-

ori nu este influenţată de punţile termice şi este ega-lă cu temperatura aerului interior (t

i = 20°C), în figu-

ra 13 se reprezintă curbele de variaţie a temperaturiimedii de radiaţie. Se observă că valorile acesteia des-cresc pe măsură ce temperatura exterioară creşte.

Pentru valorile coeficienţilor de transfer termic αr

= 4,7 W/(m2

K) şi αc = 3,1 W/(m2

K) (v i = 0,2 m/s), seobţin curbele de variaţie a temperaturii resimţite dinfigura 14. Se constată că valorile tc sunt mai mici încomparaţie cu valoarea optimă de 22°C. Pentru a re-aliza această valoare este necesară o încălzire supli-mentară. În figura 15 se prezintă valorile necesare aletemperaturii aerului interior.

Se observă că prin îmbunătăţirea performanţelortermice ale elementelor exterioare (pereţi, ferestre)valoarea temperaturii de confort se măreşte.

Dacă se consideră un număr de schimburi orarede aer n = 0,8 h-1 se obţine un debit de aer proaspătde 32,02 m3/h. Ca acest debit de aer să asigure pa-rametrii de confort necesari, trebuie încălzit la noua

valoare a temperaturii aerului interior. În figura 16 seprezintă diagrama de variaţie a consumului zilnic su-plimentar de energie E

sîn funcţie de temperatura ae-

rului exterior t e. Conform acestei diagrame se poate

determina consumul anual suplimentar de energie

(utilizând curba corespunzătoare pentru grade–zile). În figura 17 se prezintă variaţia economiei de ener-gie realizată ∆E .

În prezent majoritatea clădirilor nu asigură condiţiileparametrilor de confort sau au un consum suplimen-tar de energie. Astfel, dacă se consideră o clădire cu treinivele, cu 10 încăperi pe nivel, consumul anual supli-

mentar de energie necesar asigurării temperaturii deconfort este de aproximativ 5 MWh. În funcţie de gra-dul de izolare termică se poate obţine o reducere cu15…23% a acestui consum, asigurând concomitent şio reducere a necesarului de încălzire cu 40…60%.

Rolul suprafeţei exterioare. Stratul termoizo-lant exterior protejat cu un strat de tencuială hidrofo-bă conduce la o scădere a efectelor combinate ploa-ie - vânt (nu permite umezirea structurii iniţiale) şiprin aceasta se obţine creşterea rezistenţei la transfertermic şi de asemenea, rezultă o scădere a pierderilorde căldură prin evaporare. În mod cert creşte gradulde impermeabilitate al structurii la aer şi la vapori.

Variaţia numărului de grade-zile. În proiectare,consumul energetic al unei clădiri se consideră ca fi-ind proporţional cu numărul de grade-zile. Fluxul deenergie termică schimbat între clădire şi mediul ambi-ant este proporţional cu timpul şi cu diferenţa de tem-peratură a aerului interior şi exterior. O parte din acestaeste acoperită de aporturile solare şi interne, iar cealaltăparte de instalaţia de încălzire. Dreapta temperaturii deechilibru, ce se stabileşte în interior în cazul nefuncţio-nării instalaţiei de încălzire, intersectează dreapta tem-peraturii aerului exterior la nivelul temperaturii exteri-oare limită. Pentru clădirile cu izolaţie normală, aceastăvaloare este de +12°C şi în funcţie de ea se realizează

pornirea, respectiv oprirea instalaţiei de încălzire. Prin îmbunătăţirea nivelului de izolare termică aporturile decăldură nu se modifică, dar acestea acoperă un procentmai mare din pierderile totale de căldură ale clădirii. Caurmare, are loc o modificare a temperaturii de echili-bru, iar valoarea temperaturii exterioare limită scade,ceea ce înseamnă că perioada de încălzire se reduce.

Fig. 11 Temperatura minimă pe suprafaţa interioară a celor două îmbinări

Fig. 12 Temperatura medie a radiatorului

Fig. 13 Temperatura medie de radiaţie

Fig. 14 Variaţia temperaturii de confort

Fig. 15 Temperaturile necesare ale aerului interior

Fig. 16 Variaţia consumului zilnic de energie

Fig. 17 Economia de energie

16 N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8

Consideraţii

Teoretice



Variaţia temperaturii de echilibru. Căldura ce-dată de sistemul de încălzire depinde de condiţiileclimatice şi temperatura aerului interior. Se cunoaş-te că temperatura de echilibru t

echeste acea valoare a

temperaturii exterioare la care aporturile de căldură

ale clădirii sunt egale cu pierderile totale de căldură.Astfel, din relaţia de definiţie se obţine expresia:

K

Qt t

ap

iech (6)

în care: t i este temperatura aerului interior; Q

ap–

aporturile de căldură ale clădirii; K – coeficientul pier-derilor totale de căldură ale clădirii.

Se poate determina durata perioadei de încălzireutilizând temperatura de echilibru şi curba specificăgrade–zile (fig. 18).

Curba de variaţie a numărului de grade - zile sepoate aproxima prin ecuaţia [12]:

3835,0

55,315 xt e

(7) în care x este numărul de zile cu aceeaşi tempera-tură medie a aerului exterior t

e.

Din această ecuaţie, dacă temperatura exterioarăeste egală cu temperatura de echilibru, numărul dezile din sezonul de încălzire va fi:

6,2

0

55,3

eech t t

N (8)

în care: t e0

este temperatura exterioară de calcul.

După reabilitarea termică coeficientul pierderilortotale de căldură ale clădirii K’ descreşte considera-bil, în aceleaşi condiţii de aporturi de căldură. Astfel,

noua valoare a temperaturii de echilibru t’ ech se poa-te calcula cu relaţia:

'

'

K

K t t t t echiiech (9)

Dacă se cunoaşte valoarea temperaturii de echili-bru după reabilitarea termică, noul număr de zile dinsezonul mai scurt de încălzire va fi:

0

0' '

eech

echiei

t t

K

K t t t t

N N (10)

În figura 19 se prezintă variaţia temperaturii deechilibru şi a numărului de zile din sezonul de încălzire

în funcţie de gradul de reabilitare, atunci când valoa-rea iniţială a temperaturii de echilibru este de 12°C.

Necesarul de energie pentru încălzire al unei clă-diri se poate exprima cu relaţia:

dxt t K

E

N

ei 0

(11)

în care η este randamentul sistemului de încălzire. Ţinând seama de ecuaţiile (9) – (11), raportul con-

sumului energetic după şi înainte de reabilitarea ter-mică a clădirii este dat de relaţia:

3835,0

0

3835,0'0

'''

566,2

566,2

N t t

N t t

N

N

K

K

E

E

ei

ei

(12)

În figura 20 se prezintă variaţia raportului sarciniitermice Q’/Q şi a consumului de energie E’/E în func-ţie de gradul de reabilitare termică K’/K , pentru tem-peratura de echilibru de 12°C.

Durata perioadei de încălzire depinde şi de carac-teristicile termice ale anvelopei clădirii. În figura 21

se prezintă variaţia necesarului de căldură pe dura-ta perioadei de încălzire, considerând că înaintea re-abilitării termice a clădirii temperatura de echilibrua fost 12°C.

După reabilitarea termică a clădirii raportul nece-sarului de căldură rămâne acelaşi, dar se observă re-ducerea perioadei de încălzire dacă se au în vedere

aporturile de căldură (fig. 22).La dimensionarea sistemului de încălzire se negli- jează aporturile de căldură, încât sistemul pe toată du-rata perioadei de încălzire va funcţiona la o capacita-tea parţială. Din figura 23 se observă că aporturile decăldură acoperă peste 50% din necesarul de încălzirepe un interval de 60…80% din perioada de încălzire.

Dacă o clădire este reabilitată din punct de vederetermic circa 30% din economia totală de energie serealizează datorită perioadei mai reduse de încălzi-

Fig. 18 Determinarea numărului de zile din sezonul de

încălzire

Fig. 19 Variaţia numărului de zile din sezonul de încălzire

și a temperaturii de echilibru

Fig. 20 Variaţia sarcinii termice și a energiei necesare

Fig. 21 Variaţia necesarului de căldură înaintea reabilitării termice

Fig. 22 Variaţia necesarului de căldură după reabilitarea termică

Fig. 23 Raportul dintre aporturile și necesarul total de

căldură

18 N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8

Consideraţii

Teoretice



re. Noua temperatură de echilibru depinde de gradulreabilitării şi de starea fizico-termică iniţială a anvelo-pei clădirii. Influenţa aporturilor de căldură va creştesemnificativ după reabilitare.

Variaţia constantei de timp. Constanta de timp T a unui element de construcţie se defineşte cu relaţia:

kS

C T (13)

în care: C este capacitatea termică a încăperii; k – coeficientul de transfer termic al elementului deconstrucţie; S – aria elementului de construcţie.

Constanta de timp pentru o încăpere se defineşteţinând seama şi de infiltraţiile de aer:

j

pee j j LcS k

C T

(14)

în care: L p

este debitul de aer proaspăt introdus în încăpere, ρ

e- densitatea aerului, c

e- căldura specifi-

că a aerului.Cu cât valoarea constantei de timp este mai marecu atât temperatura aerului interior este mai stabilăla variaţiile temperaturii aerului exterior.

Dacă scad pierderile de căldură printr-un elementexterior/încăpere, iar capacitatea de acumulare nu semodifică (chiar creşte în cazul izolării termice suplimen-tare), atunci constanta de timp a elementului/încăpe-rii creşte. Aceasta are ca efect utilizarea mai eficientă aaporturilor solare, o amplitudine de oscilaţie a tempe-raturii aerului interior mai mică, respectiv trecerea “maiuşoară” peste perioadele extreme nefavorabile.

3. Concluzii În condiţiile economice şi energetice actuale, o

problemă de interes global o reprezintă reducereaconsumului de energie în sectorul clădirilor de locu-it. În acest scop este absolut necesar ca, în cel maiscurt timp, lucrările de îmbunătăţire a protecţiei ter-mice la clădiri să se realizeze conform prevederilor

cuprinse de reglementările aflate în vigoare.Reabilitarea termoenergetică a anvelopei clădiri-lor de locuit existente se obţine prin mărirea gradu-lui de protecţie termică a elementelor de construcţiecomponente, conducând la reducerea cheltuielilorde investiţie necesare pentru reabilitarea/moderni-zarea instalaţiilor de încălzire datorită micşorării ne-cesarului de căldură a clădirilor.

Reabilitarea termică a clădirilor existente deter-mină reducerea însemnată a consumului de energiepentru încălzire, asigură un grad de confort mai ridi-cat şi condiţii igienice mai bune, iar în acelaşi timpse realizează şi reducerea poluării mediului înconju-rător.

Bibliografie1. ASHRAE, HVAC Applications Handbook, Ame-

rican Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, Atlanta, 2003.

2. ALLEN, W. Envelope design for building, Architec-tural Press, London, 1997.

3. BÁNHIDI, L. Ember, épület, energia, Akadémiai Ki-adó, Budapest, 1994.

4. BERBECARU, D. Reabilitarea energetică a clădirilorde locuit, Antreprenorul, nr. 4-5, 1997.

5. DUMITRESCU, L. Măsuri privind creşterea perfor-manţei energetice a clădirilor şi instalaţiilor afe-rente, Instalatorul, nr. 11, 2006.

6. KALMÁR, F. Influenţa punţilor termice asupra de-bitului de aer proaspăt introdus într-o încăpere,Conferinţa BECEP, Iaşi, 2000.

7. KALMÁR, F. Effects of the additional insulation on

the internal operative temperature, 3rd PhD Con-ference, Miskolc, 2001.8. OANCEA, F. JĂDĂNEANŢ, M. Despre reabilitarea

termică a blocurilor de locuinţe, Instalatorul, nr.4, 2006.

9. SÂRBU, I. KALMÁR, F. Optimizarea energetică aclădirilor, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2002.

10. SÂRBU, I. Evaluarea performanţelor termoener-getice ale clădirilor, Conferinţa „Instalaţiile pen-tru Construcţii şi Confortul Ambiental”, Timişoa-ra, 2003.

11. SÂRBU, I. ș.a. Optimizarea funcţional–energeticăa instalaţiilor termice din clădiri, Grant CNCSIS, nr.46GR/12, 2007.

12. SÂRBU, I. KALMÁR, F. CINCA, M. Instalaţii termiceinterioare – optimizare şi modernizare energeti-că, Editura Politehnica, Timişoara, 2007.

13. * * * Mc 001/1, Metodologie de calcul al perfor-manţei energetice a clădirilor (anvelopa clădirii),2006.

Prof. dr. ing. eur. ing. IOAN SÂRBU– Universitatea “Politehnica” din Timişoara

Conf. dr. ing. FRANCISC KALMÁR– Universitatea din Debrecen

19 N r . 3

[ 5 5 ] / 2 0 0 8

Consideraţii

Teoretice

Documents

Efectele Reabilitarii Protectiei Termice a Cladirilor