View
52
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
"Metodologie de calcul al performanţei energetice a clădirilor"
Citation preview
MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCIILOR I TURISMULUI
ORDINUL Nr._________________ din______________________ pentru aprobarea reglementrii tehnice "Metodologie de calcul al performanei energetice a cldirilor",
n conformitate cu art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii, cu modificrile ulterioare, avnd n vedere procesul-verbal de avizare nr. 16/20.12.2006 al Comitetului Tehnic de Coordonare General, avizul nr. 20463/12.12.2006 al Asociaiei de Standardizare din Romnia, precum i avizele nr. 8837/08.12.2006 i nr. 9318/21.12.2006 ale Inspectoratului de Stat n Construcii, n temeiul art. 4 alin. (1) din Legea nr. 372/2005 privind performana energetic a cldirilor, precum i al art. 2 pct. 45 i art. 5 alin. (4) din Hotrrea Guvernului nr. 412/2004 privind organizarea i funcionarea Ministerului Transporturilor, Construciilor i Turismului, cu modificrile i completrile ulterioare, ministrul transporturilor, construciilor i turismului emite urmtorul
ORDIN
Art.1. (1) Se aprob reglementarea tehnic "Metodologie de calcul al performanei energetice a cldirilor", elaborat de Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti, n parteneriat cu Universitatea de Arhitectur i Urbanism Ion Mincu Bucureti UAUIM, Universitatea Tehnic Cluj Napoca, Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Universitatea Politehnic Timioara, Universitatea Transilvania Braov i Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Construcii i Economia Construciilor-INCERC Bucureti, denumit n continuare metodologie. (2) Metodologia este structurat pe trei pri, astfel: a) Partea I Anvelopa cldirii, indicativ Mc 001/1 2006, prevzut n anexa nr. 1 la prezentul ordin; b) Partea a II a Performana energetic a instalaiilor aferente cldirii, indicativ Mc 001/2 2006, prevzut n anexa nr. 2 la prezentul ordin; c) Partea a III a Auditul i certificatul de performan a cldirii, indicativ Mc 001/3 2006, prevzut n anexa nr. 3 la prezentul ordin. Art.2. Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Construcii i Economia Construciilor-INCERC Bucureti, unitate aflat n coordonarea Ministerului Transporturilor, Construciilor i Turismului, va monitoriza implementarea metodologiei i va propune, ori de cte ori este necesar, revizuirea acesteia, pentru a reflecta progresul tehnic n domeniul eficienei energetice a cldirilor. Art.3. Anexele nr. 1-3*) fac parte integrant din prezentul ordin.
*)
Anexele nr. 1-3 se public n Monitorul Oficial al Romniei Partea I bis i n Buletinul Construciilor editat de ctre Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Construcii i Economia ConstruciilorINCERC Bucureti
Anexa nr. 1 la OMTCT nr. .......... /2006
METODOLOGIE DE CALCUL AL PERFORMANEI ENERGETICE A CLDIRILOR PARTEA I ANVELOPA CLDIRII Indicativ Mc 001 / 1 2006
- decembrie 2006 -
CUPRINSI.1. Obiect I.2. Domeniu de aplicare I.3. Bibliografie I.4. Terminologie i notaii I.5. Definirea i ierarhizarea elementelor componente ale anvelopei cldirilor i a parametrilor de performan termo-higro-energetic asociate acestora I.6. Parametri de climat exterior specifici pentru aplicarea motodologiei I.7. Elemente privind concepia constructiv-arhitectural, general i de detaliu, care influeneaz performanele cldirii sub aspect termic, al ventilrii naturale, al nsoririi i al iluminatului natural I.8. Regimuri de utilizare a cldirilor i influena acestora asupra performanei energetice I.9. Stabilirea prin calcul a valorilor parametrilor de performan termic, energetic i de permeabilitate la aer a anvelopei cldirilor I.10. Stabilirea prin calcul a parametrilor de performan termic a elementelor de anvelop aflate n contact cu solul I.11. Cerine de performan i niveluri de performan termic, energetic i de permeabilitate la aer, pentru elementele anvelopei cldirilor i pentru ansamblul acesteia I.12. Evaluarea influenei sistemelor solare pasive i a sistemelor de protecie solar asupra performanei energetice a cldirii. I.13. Condiii de climat interior i de iluminat natural pentru asigurarea confortului higrotermic i vizual I.14. Particulariti de aplicare a metodologiei pentru cldirile existente care urmeaz a fi modernizate termic i energetic
ANEXE: A5 (cap.5) Caracteristicile termotehnice ale materialelor de construcie A7 (cap.7) - Elemente privind concepia constructiv-arhitectural care influeneaz performanele cldirii sub aspect termic, al ventilrii naturale, al nsoririi i al iluminatului natural A7.1 Elemente de conducere, trecere i de control al luminii A7.2 Variaia luminii naturale A7.3 Raportul dintre aria ferestrelor i aria pardoselii ncperilor n funcie de destinaia acestora/funciuni A7.4 Valori informative ale coeficientului de reflexie pentru diverse materiale sau suprafee A7.5 Rezolvri volumetrice particulare A7.6 Performana termic a anvelopei A7.7 Optimizarea luminrii natural a spaiilor interioare A7.8 Tipuri de spaii interioare A7.9 Clasificarea cldirilor n raport cu poziia n mediul construit A 9.3 (cap.9) Calculul numeric automat metoda de calcul pentru determinarea rezistenelor termice corectate validarea programelor de calcul A 9.4 (cap.9) Performana termic a ferestrelor, uilor i obloanelor A 9.6 (cap.9) Tabele cu valori ale intensitii radiaiei solare A10 (cap.10) Parametri de performan termic a elementelor de anvelop n contact cu solul i temperaturi ale spaiilor subzonelor secundare ale cldirilor A11 (cap. 11) Temperatura punctului de rou pentru diferite temperaturi i umiditi relative ale aerului interior. A12 (cap.12) Metod de calcul pentru evaluarea influenei sistemelor de protecie solar asupra performanei energetice a cldirii. A13.1 (cap.13)Valoarea iluminrii pentru cerine specifice ale funciunilor spaiului interior. A13.2 (cap.13)nlimea planului util pentru funciuni uzuale A14 (cap.14) Metod de calcul simplificat pentru determinarea rezistenelor termice corectate la cldirile existente Tabele cu valori precalculate pentru coeficienii de corecie r.
I.1. Obiect Prezenta reglementare tehnic reprezint prima parte dintr-un ansamblu de trei reglementri tehnice care sunt n deplin acord ntre ele: Partea I Anvelopa cldirii; Partea a II-a Performana energetic a instalaiilor aferente cldirii; Partea a III-a Auditul si certificatul de performan energetic a cldirii. Acestea au ca obiectiv stabilirea unei metode coerente de evaluare i certificare a performanei energetice att pentru cldirile noi ct i pentru cele existente, avnd diverse funciuni, (PEC), transpunnd n Romnia prevederile Directivei 2002/91/CE a Parlamentului European i a Consiliului European prin Legea nr. 372/2005. Prezenta reglementare tehnic - Partea I - stabilete metodolologia de determinare a caracteristicilor higro-termo-energetice ale elementelor care alctuiesc anvelopa cldirii subsistem al produsului cldire (elemente de construcie exterioare, n contact direct cu aerul exterior i cu solul, sau elemente de construcie interioare care delimiteaz spaiul nclzit fa de spaii mai puin nclzite), n vederea utilizrii lor n Partea a II-a, care vizeaz caracterizarea celorlalte subsisteme ale produsului cldire care sunt instalaiile i echipamentele cldirii i n Partea a III-a care trateaz metoda de ntocmire a auditului energetic al cldirii i a certificatului de performan energetic a cldirii. Prezenta reglementare este elaborat n conformitate cu cap. III, art. 4 din Legea nr. 372/2005 privind performana energetic a cldirilor, cu referire la art 4.-(1), 4.-(2) a), f), g) i 4.-(3) d) i se refer att la cldirile noi, ct i la cele existente care urmeaz a fi modernizate din punct de vedere termic i energetic sau pentru care urmeaz s se elaboreze un certificat de performan energetic. n prezenta Partea I a reglementrii, la stabilirea performanei energetice a unei cldiri, se au n vedere urmtoarele aspecte: - alctuirea elementelor de construcie ale anvelopei cldirii; - vechimea cldirii (la cldiri noi, la cldiri existente etc.) - volumetria cldirii (ex: raportul ntre aria anvelopei cldirii i volumul de aer nclzit, raportul dintre perimetrul construit i aria construit, gradul de vitrare etc.), - amplasarea cldirii pe teritoritoriul rii i n cadrul unei localiti: influena poziiei i orientrii cldirilor, inclusiv a parametrilor climatici exteriori, - sistemele solare pasive i dispozitivele de protecie solar; - condiiile de climat interior, - condiiile de iluminat natural, - destinaia, funciunea i regimul de utilizare a cldirii. Reglementarea tehnic stabilete, de asemenea, cerinele de performan i valorile normate/valori de referin ale nivelurilor de performan termic ale cldirii i elementelor de construcie care alctuiesc anvelopa cldirii, difereniate pentru diversele categorii i tipuri de cldiri, zone climatice etc. Reglementarea ofer de asemenea i un instrument pentru: verificarea realizrii unui nivel de confort higro-termic i a unor condiii igienico-sanitare corespunztoare pentru utilizatori, precum i a unor condiiile corespunztoare desfurrii activitii i proceselor tehnologic la cldirile industriale ;1
evaluarea gradului de izolare termic a cldirii n raport cu valorile de referin stabilite n scopul reducerii consumului de energie termic n exploatare i a proteciei mediului prin reducerea emisiilor poluante n atmosfer. I.2. Domeniu de aplicare Prevederile prezentei reglementri se aplic la urmtoarele categorii de cldiri (noi i existente): cldiri de locuit individuale (case unifamiliale, cuplate sau niruite, tip duplex, .a.); cldiri de locuit cu mai multe apartamente (blocuri); birouri. cree, grdinie, cmine, internate; cldiri de nvmnt; spitale, policlinici; hoteluri i restaurante; cldiri pentru sport; cldiri pentru servicii de comer; alte tipuri de cldiri consumatoare de energie (de exemplu: cldiri industriale cu regim normal de exploatare).
Prevederile prezentei reglementri nu se aplic la urmtoarele categorii de cldiri: cldiri i monumente protejate care, fie fac parte din zone construite protejate conform legii, fie au valoare arhitectural sau istoric deosebit, crora dac li se aplic cerinele, li s-ar modifica n mod inacceptabil caracterul ori aspectul exterior; cldiri utilizate ca lcauri de cult sau pentru alte activiti cu caracter religios; cldiri provizorii prevzute a fi utilizate pe perioade de pn la 2 ani, din zone industriale, ateliere i cldiri nerezideniale din domeniul agricol care necesit un consum redus de energie: cldiri nerezideniale care sunt destinate a fi utilizate mai puin de 4 luni pe an; cldiri independente, cu o suprafa util mai mic de 50 m2; cldiri cu regim special de exploatare. Prevederile prezentei reglementri nu se aplic cldirilor i ncperilor la care se impun cerine speciale ale regimului de temperaturi i de umiditate, cum sunt: spaiile frigorifice, cele cu mediu agresiv, . a. Prevederile prezentei reglementri se utilizeaz la determinarea parametrilor de calcul stabilii n partea a II-a i n partea a III-a. ntre modelele de calcul folosite n cele 3 pri, trebuie s existe o riguroas coresponden. Metodologia prevzut n prezenta reglementare tehnic se va utiliza la stabilirea/verificarea performanei energetice a cldirilor (PEC) noi i existente n vederea elaborrii certificatului de performan energetic a cldirii precum i la analiza termic i energetic, respectiv ntocmirea auditului energetic al cldirilor care urmeaz a fi modernizate din punct de vedere termic i energetic.
2
I.3. Bibliografie [1] Metodologie de calcul a performanei energetice a cldirilor. Partea a II-a. Instalaiile de nclzire i ap cald de consum, inclusiv izolarea acestora, instalaia de climatizare, ventilaia i ventilaia natural, instalaia de iluminat integrat a cldirii, condiiile de climat interior, sisteme solare active i alte sisteme de nclzire, inclusiv electrice, bazate pe surse de energie regenerabil, electricitate produs prin cogenerare, centrale de nclzire i de rcire de cartier sau de bloc; Auditul i certificatul de performan energetic ale cldirii; NP 008-97 Normativ privind igiena compoziiei aerului n spaii cu diverse destinaii, n funcie de activitile desfurate, n regim de iarn-var. SR EN 410:2003 - Sticl pentru construcii. Determinarea caracteristicilor luminoase i solare ale vitrajelor; SR EN 673:2000 - Sticl pentru construcii. Determinarea transmitanei termice U. Metod de calcul; SR EN 673:2000/A1:2002 - Sticl pentru construcii. Determinarea transmitanei termice U. Metod de calcul; SR EN 673:2000/A1:2002/A2:2004 - Sticl pentru construcii. Determinarea transmitanei termice U. Metod de calcul; SR EN ISO 832 :2002 - Performana termic a cldirilor. Calculul necesarului de energie pentru nclzire. Cldiri de locuit; SR EN ISO 832 :2002/AC :2002 - Performana termic a cldirilor. Calculul necesarului de energie pentru nclzire. Cldiri de locuit; SR EN ISO 832 :2002/AC :2002/AC :2003 - Performana termic a cldirilor. Calculul necesarului de energie pentru nclzire. Cldiri de locuit; SR ISO 6240 :1998 Standarde de performan n cldiri. Coninut i prezentare; SR ISO 6241:1998 Standarde de performan n cldiri. Principii de elaborare i factori de luat n considerare; SR EN ISO 6946:1998 Pri i elemente de construcie. Rezisten termic i transmitan termic. Metod de calcul; SR EN ISO 6946:1998/A1:2004 Pri i elemente de construcie. Rezisten termic i transmitan termic. Metod de calcul; SR EN ISO 7345:2002 Izolaie termic. Mrimi fizice i definitii; SR ISO 7730:1007 Ambiane termice moderate. Determinarea indicilor PMV i PPD i specificarea condiiilor de confort termic; SR EN ISO 9251:2002 Izolaie termic. Condiii de transfer de cldur i proprieti ale materialelor. Vocabular; SR EN ISO 9288:2002 Izolaie termic. Transfer de cldur prin radiaie. Mrimi fizice i definiii; SR EN ISO 9346:1998 Izolaie termic. Transfer de mas. Mrimi fizice i definiii ; SR EN ISO 10077-1 :2002 Performana termic a ferestrelor, uilor i obloanelor. Calculul transmitanei termice. Partea 1 : Metod simplificat; SR EN ISO 10077-2:2004 Performana termic a ferestrelor, uilor i obloanelor. Calculul transmitanei termice Partea 2 : Metod general; SR EN ISO 10211-1:1998 Puni termice n construcii. Fluxuri termice i temperaturi superficiale. Partea 1 : Metode generale de calcul; SR EN ISO 10211-1:1998/AC :2003 Puni termice n construcii. Fluxuri termice i temperaturi superficiale. Partea 1 : Metode generale de calcul; SR EN ISO 10211-2 :2002 Puni termice n construcii. Calculul fluxurilor termice i temperaturilor superficiale. Partea 2 : Puni termice liniare; SR EN ISO 10456 Materiale i produse pentru construcii. Proceduri pentru determinarea valorilor termice declarate i de proiectare ;3
[2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25]
[26] [27] [28] [29] [30]
[31] [32] [33]
[34] [35] [36]
[37]
[38]
[39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46]
SR EN ISO 12524 Materiale i produse pentru construcii. Proprieti higrotermice. Valori de proiectare tabelate; SR EN 13363-1:2003 - Dispozitive de protecie solar aplicat vitrajelor. Calculul factorului de transmisie solar i luminoas. Partea 1: Metod simplificat; SR EN 13363-2:2006 - Dispozitive de protecie solar aplicate vitrajelor. Calculul factorului de transmisie solar i luminoas, Partea 2: Metod detaliat de calcul; SR EN ISO 13370 :2003 Performana termic a cldirilor. Transferul termic prin sol. Metode de calcul; SR EN 13788:2002 Performana higrotermic a componentelor i elementelor de construcie. Temperatur superficial interioar pentru evitarea umiditii superficilae critice i condensului interior. Metod de calcul; SR EN 13789: Performana termic a cldirilor. Coeficient de pierderi de cldur prin transfer. Metod de calcul; SR EN ISO 13790:2004 Performana termic a cldirilor. Calculul necesarului de energie pentru nclzirea spaiilor; SR EN ISO 13791:2006 Performana termic a cldirilor. Calculul temperaturii interioare a unei ncperi n timpul verii, fr climatizare. Criterii generale i proceduri de validare; SR EN ISO 13792:2006 Performana termic a cldirilor. Calculul temperaturii interioare a unei ncperi n timpul verii, fr climatizare. Metode de calcul simplificate; SR EN ISO 14683 :2004 Puni termice n cldiri. Transmitan termic liniar. Metode simplificate i valori aproximate. SR EN ISO 15927-1 :2004 Performana higrotermic a cldirilor. Calculul i prezentarea datelor climatice. Partea 1: Mediile lunare i anuale ale elementelor meteorologice simple; SR EN ISO 15927-4 :2004 Performana higrotermic a cldirilor. Calculul i prezentarea datelor climatice. Partea 4: Date orare pentru evaluarea necesarului energetic anual pentru nclzire i rcire; SR EN ISO 15927-5 :2006 Performana higrotermic a cldirilor. Calculul i prezentarea datelor climatice. Partea 5: Date pentru sarcina termic de proiectare pentru nclzirea spaiilor; SR EN 27726:1996 Ambiane termice. Aparate i metode de msurare a mrimilor fizice; SR 1907-1/1997 Instalaii de nclzire. Neceasarul de cldur de calcul. Prescripii de calcul; SR 1907-2/1997 Instalaii de nclzire. Neceasarul de cldur de calcul. Temperaturi interioare de calcul; SR 1907-3/1997 Instalaii de nclzire. Neceasarul de cldur de calcul. Determinarea necesarului de cldur de calcul al serelor simplu vitrate; SR 4839/1997 Instalaii de nclzire. Numrul anual de grade-zile; STAS 6648/2-82 Instalaii de ventilare i climatizare. Parametri climatici exteriori. STAS 6221-1989 Cldiri civile, industriale i agrozootehnice. Iluminatul natural al ncperilor Prescripii de calcul STAS 4908-1985 Cldiri civile, industriale i agrozootehnice. Arii i volume convenionale.
La elaborarea metodologiei s-a avut n vedere respectarea prevederilor din urmtoarele acte legislative: Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii Legea privind performana energetic a cldirilor nr. 372/2005
4
I.4. Terminologie i notaii Reglementarea tehnic utilizeaz terminologie, simboluri i concepte armonizate cu cele utilizate n standardele europene de referin. I.4.1 Terminologie Termenii utilizai n prezenta reglementare tehnic sunt: Cldire: ansamblu de spaii cu funciuni precizate, delimitat de elementele de construcie care alctuiesc anvelopa cldirii, inclusiv instalaiile aferente, n care energia este utilizat pentru asigurarea confortului higrotermic interior. Termenul cldire definete att cldirea n ansamblu, ct i pri ale acesteia, care au fost proiectate sau modificate pentru a fi utilizate separat. Anvelopa cldirii: Totalitatea suprafeelor elementelor de construcie perimetrale, care delimitez volumul interior (nclzit) al unei cldiri, de mediul exterior sau de spaii neclzite din exteriorul cldirii. Performana energetic a cldirii (PEC) - energia efectiv consumat sau estimat pentru a rspunde necesitilor legate de utilizarea normal a cldirii, necesiti care includ n principal: nclzirea, prepararea apei calde de consum, rcirea, ventilarea i iluminatul. Performana energetic a cldirii se determin conform unei metodologii de calcul i se exprim prin unul sau mai muli indicatori numerici care se calculeaz lundu-se n considerare izolaia termic, caracteristicile tehnice ale cldirii i instalaiilor, proiectarea i amplasarea cldirii n raport cu factorii climatici exteriori, expunerea la soare i influena cldirilor nvecinate, sursele proprii de producere a energiei i ali factori, inclusiv climatul interior al cldirii, care influeneaz necesarul de energie. Flux termic () : Cantitatea de cldur transmis la sau de la un sistem, raportat la timp. Densitatea fluxului termic (q) : Fluxul termic raportat la suprafaa prin care se face transferul cldurii. Conductivitate termic de calcul () : Valoare a conductivitii termice a unui material sau produs de construcie, n condiii interioare i exterioare specifice, care poate fi considerat ca fiind caracteristic pentru performana acelui material sau produs cnd este ncorporat ntr-o parte de construcie. Strat termic omogen: Strat de material izotrop, de grosime constant, avnd caracteristici termice care sunt uniforme sau care pot fi considerate ca fiind uniforme. Punte termic: Poriune din anvelopa unei cldiri, n care valoarea fluxului termic este sensibil modificat ca urmare a faptului c izotermele nu sunt paralele cu suprafeele elementelor de construcie. Parte a elementelor de construcie care alctuiesc anvelopa cldirii n care fluxul termic este mai intens dect n rest, fiind modificat printr-o : a) penetrare total sau parial a anvelopei cldirii de ctre materiale cu o conductivitate termic diferit i/sau b) schimbare n grosimea structurii i/sau c) diferen ntre suprafeele interioare i exterioare, cum exist la interseciile ntre perete/pardoseala/tavan.
5
Punte termic liniar: punte termic avnd o seciune uniform n lungul uneia din cele trei axe ortogonale. Coeficient de cuplaj termic (L): Fluxul termic n regim staionar, raportat la diferena de temperatur ntre dou medii care sunt legate ntre ele din punct de vedere termic, printr-un element de construcie. Rezisten termic (R): Valoare a rezistenei termice a unui produs de construcie, n condiii exterioare i interioare specifice, care pot fi considerate ca fiind caracteristice pentru performana acelui produs cnd este ncorporat ntr-o parte de construcie. Diferena de temperatur raportat la densitatea fluxului termic, n regim staionar. Coeficient de transfer termic (U): Transmitan termic : Fluxul termic n regim staionar, raportat la suprafaa i la diferena de temperatur dintre temperaturile mediilor situate de o parte i de alta a unui sistem. Inversul rezistenei termice. Transmitan termic liniar (): Termen de corecie care introduce influena liniar a unei puni termice, n calcule 1-D ale coeficientului de cuplaj termic L. Transmitan termic punctual (): Termen de corecie care introduce influena punctual a unei puni termice, n calcule 1-D ale coeficientului de cuplaj termic L. Calcul unidirecional (1D) : Model de calcul termotehnic simplificat, n care se consider c liniile de flux sunt perpendiculare pe elementul de construcie. Calcul bidimensional (2D): Model de calcul termotehnic, n care se ine seama de influena punilor termice liniare i care se bazeaz pe un calcul plan, bidimensional, al cmpului de temperaturi. Calcul tridimensional (3D): Model de calcul termotehnic, n care se ine seama de influena tuturor punilor termice - liniare i punctuale - i care se bazeaz pe un calcul spaial, tridimensional, al cmpului de temperaturi. Lucrri de renovare: lucrri de modernizare efectuate asupra anvelopei cldirii i/sau a instalaiilor de nclzire, ap cald de consum, electrice i iluminat, gaze naturale, ventilaie i climatizare, ale cror costuri depesc 25% din valoarea de impozitare a cldirii, sau lucrri de modernizare efectuate la mai mult de 25% din anvelopa cldirii; Regim (termic) staionar: Ipotez convenional de calcul termotehnic, n cadrul creia se consider c temperaturile nu variaz n timp. Strat omogen : Strat de grosime constant, avnd caracteristici termotehnice uniforme sau care pot fi considerate uniforme. Strat cvasiomogen: Strat alctuit din dou sau mai multe materiale, avnd conductiviti termice diferite, dar care poate fi considerat ca un strat omogen, cu o conductivitate termic echivalent. Suprafa adiabatic: Suprafa prin care nu se produce nici un transfer termic. Izoterme: Curbe care unesc punctele avnd aceleai temperaturi, determinate pe baza unui calcul al cmpului plan, bidimensional de temperaturi.
6
Coeficient de emisie (): Fluxul radiant al unui corp n raport cu fluxul radiant al corpului negru n aceleai condiii de temperatur. Temperatura suprafaei interioare: temperatura suprafeei interioare a unui element al anvelopei Temperatur medie radiant: temperatur superficial uniform a nchiderii unei incinte cu care un ocupant ar schimba aceeai cantitate de cldur prin radiaie ca i n cazul unei incinte reale, caracterizat de temperaturi uniforme diferite ale nchiderii. Temperatur operativ: temperatur uniform a nchiderii unei incinte cu care un ocupant ar schimba aceeai cantitate de cldur prin radiaie i convecie ca i n cazul unei incinte reale neuniforme Componenta cerului : raportul dintre acea parte a iluminrii ntr-un punct al unui plan dat care este receptat direct de la cer (sau printr-o sticl limpede), a crui repartiie a luminanelor este presupus sau cunoscut, i iluminarea pe un plan orizontal, provenind fr obstrucii, de la semisfera cerului Componenta reflectat extern: raportul dintre acea parte a iluminrii ntr-un punct al unui plan dat din interior determinat de primirea direct a luminii de la suprafeele exterioare iluminate direct sau indirect de ctre cer, a crui repartiie a luminanelor este presupus sau cunoscut, i iluminarea pe un plan orizontal, provenind fr obstrucii, de la semisfera cerului Componenta reflactat intern: raportul dintre acea parte a iluminrii ntr-un punct al unui plan dat din interior determinat de fluxul reflectat de ctre suprafeele interioare iluminate direct sau indirect de ctre cer, a crui repartiie a luminanelor este presupus sau cunoscut, i iluminarea pe un plan orizontal, provenind fr obstrucii, de la semisfera cerului Factorul de lumin natural: raportul ntre iluminarea ntr-un punct al unui plan dat, datorit luminii incidente directe sau indirecte a cerului, pentru care repartiia luminanelor este presupus sau cunoscut, i iluminarea pe un plan orizontal cnd lumina provine de la semisfera cerului fr obturri. La aceast mrime este exclus contribuia solar direct la cele dou valori ale iluminrilor considerate. Influenele geamurilor, petelor etc. sunt incluse. n calculele iluminatului interior, contribuia luminii solare directe trebuie s fie luat n considerare separat
7
I.4.2 Notaii Simbolurile i unitile de msur ale principalilor termeni utilizai sunt prezentate n tabelul 4.1. iar indicii sunt dai n tabelul 4.2.1 Se folosete sistemul internaional de uniti de msuri (SI), n care : 1W 1 m2 K/W 1W/(m3K) 1Wh = 0,860 kcal/h = 1J/s = 1,163 m2 h oC/kcal = 0,860 kcal/(m3 h oC) = 3600 J = 0,860 kcal Tabelul 4.2.1 Mrimi, simboluri i uniti de msurSimbol a A b c C d D e E3D f Rsi
Mrime difuzivitate termic; aporturi specifice de cldur (de la surse interioare) arie lime (a unui element de construcie) cldur specific masic capacitate termic grosime diametru eficacitate luminoas energie; iluminare factor de temperatur la intersecia punilor termice liniare factor de temperatur al unei puni termice liniare factor de temperatur al unei plci plane cu rezisten termic uniform acceleraie gravitaional factor de transmisie a energiei solare totale (factor solar) factor de ponderare a temperaturii intensitate a radiaiei solare intensitate luminoas coeficient de transfer termic superficial; nlime; entalpie coeficient de pierderi termice prin transmisie (al unei cldiri/zone) coeficient de transfer termic coeficient de pierderi termice prin transmisie coeficient de pierderi termice datorate mprosptrii aerului / prin ventilare lungime coeficient de cuplaj termic 8
Unitate de msur m2/s; W/m2 m2 m J/(kg.K) J/K m m lm/W J; lx m/s2 W/m2 cd W/(m.K); m; J/kg W/K W/K W/K m W/K;
2D f Rsi 1D f Rsi
g gs g I
I c ,h H HT Hv l L
Simbol L2D m coeficient de cuplaj termic liniar mas debit masic
Mrime
Unitate de msur W/(m.K) kg kg/s h-1 m, W Pa Pa K Pa Pa W/m2 J m K/W2.
Mna P p
numr de schimburi de aer pe or Perimetru; putere presiune diferen de presiune diferen de temperatur presiune de saturaie a vaporilor de ap presiune parial a vaporilor de ap densitate de flux termic (flux termic unitar) cldur raport al diferenelor de temperatur rezisten la transmisie termic a unui strat omogen j (din alctuirea unui element de construcie) rezisten la transfer termic superficial (interior /exterior) rezisten termic a unui strat de aer (neventilat) rezisten termic total (de la mediu la mediu, n zona de cmp a unui element de construcie) rezisten termic corectat (a unui element/subansamblu de construcie) transmitan termic unidirecional / coeficient unidirecional de transmisie termic prin suprafa (de la mediu la mediu, n zona de cmp a unui element de construcie) transmitan termic corectat / coeficient corectat de transmisie termic prin suprafa (a unui element/subansamblu de construcie) vitez volum debit volumic timp temperatur absolut (termodinamic) temperatura cerului (temperatura bolii cereti) diferen de temperatur umiditate absolut 9
p Tps pv q Q
RsiRj Rs (Rsi , Rse) Ra R R U
m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2K/W W/(m2.K)
U v V
W/(m2.K) m/s m3 m3/s s K K K g/kg
Vt T Tc
Tx
Simbol cos r factor de putere umiditate relativ flux termic randament
Mrime
Unitate de msur % W 0 0
coeficient de absorbie a radiaiei solare (al unei suprafee) emisivitate a unei suprafee (pentru radiaia termic) temperatur, n grade Celsius temperatur a punctului de rou densitate (mas volumic) transmitan termic liniar / coeficient de transmisie termic liniar (a unei puni termice liniare) transmitan termic punctual / coeficient de transmisie termic punctual (a unei puni termice punctuale) conductivitate termic conductan termic constanta Stefan-Bolzman ( = 5,6710-8) constant de timp, factor de corecie a temperaturii exterioare factor al rezistenei la permeabilitate la vapori; coeficient dinamic de viscozitate coeficient de reflecie a radiaiei solare directe, al unei fereastre coeficient de transmisie a radiaiei solare directe, al unei fereastre coeficient de absorbie a radiaiei solare totale, al unei fereastre coeficient de transmisie a radiaiei solare totale, al unui perete
C C
kg/m3 W/(m.K) W/K W/(m.K) W/(m2K) W/(m2.K4) s, -; kg/(ms) -
f ff
p
NOT: n cadrul relaiilor de calcul utilizate n prezenta reglementare tehnic s-au pstrat notaiile utilizate n standardele europene.
10
Tabelul 4.2.2 Indicii e cd cv r s t T f g w p V v ac a zi sp max min interior exterior conducie convecie radiaie suprafa; solar temperatur timp temperatur ram (toc+cercevea) vitraj fereastr, tmplrie perete; presiune; primit, panou opac volum viteza apa calda menajera activ zilnic specific maxim minim
Exponeni 1D se refer la un model geometric uni-dimensional 2D se refer la un model geometric bi-dimensional 3D se refer la un model geometric tri-dimensional NOT: Se folosete sistemul internaional de msur (SI), cu urmtoarele precizri: pentru temperaturi, se utilizeaz grade Celsius (oC), iar pentru diferene de temperaturi - Kelvini (K); pentru timp, se utilizeaz pe lng secund (s) i ora (h); pentru putere, se utilizeaz att W, ct i J/s.
11
I.5. Definirea i ierarhizarea elementelor componente ale anvelopei cldirilor i a parametrilor de performan termo-higro-energetic asociai acestora I.5.1 Elemente componente ale anvelopei cldirii -
clasificare n raport cu poziia n cadrul sistemului cldire:
elemente exterioare n contact direct cu aerul exterior (ex: pereilor exteriori, inclusiv suprafaa adiacent rosturilor deschise); elemente interioare care delimiteaz spaiile nclzite de spaii adiacente nenclzite sau mai puin nclzite (ex: pereii i planeele care separ volumul cldirii de spaii adiacente nenclzite sau mult mai puin nclzite, precum i de spaiul rosturilor nchise); elemente n contact cu solul;
-
clasificare n funcie de tipul elementelor de construcie:
opace (ex: partea opac a pereilor exteriori, inclusiv suprafaa adiacent rosturilor); elemente vitrate elemente al cror factor de transmisie luminoas este egal sau mai mare de 0,05 (de exemplu: componentele transparente i translucide ale pereilor exteriori i acoperiurilor - tmplria exterioar, pereii vitrai i luminatoarele);
-
clasificare n funcie de poziia elementelor de construcie n cadrul anvelopei cldirii:
verticale elemente de construcie care fac un unghi cu planul orizontal mai mare de 60 grade (ex: pereilor exteriori); orizontale elemente de construcie care fac un unghi cu planul orizontal mai mic de 60 grade (de exemplu planeele de peste ultimul nivel, de sub poduri, planeele de peste pivnie i subsoluri nenclzite, planeele care delimiteaz cldirea la partea inferioar, fa de mediul exterior - bowindouri, ganguri de trecere .a).
I.5.2 Convenii de stabilire a caracteristicilor dimensionale ale elementelor de anvelop necesare pentru calculul valorilor parametrilor de performan termic a acestora.
I.5.2.1 Anvelopa unei cldiri este alctuit dintr-o serie de suprafee prin care are loc transfer termic. I.5.2.2 Aria anvelopei cldirii - A - reprezentnd suma tuturor ariilor elementelor de construcie perimetrale ale cldirii, prin care are loc transfer termic, se calculeaz cu relaia:A = Aj [m2] (5.2.1) n care : Aj ariile elementelor de construcie care intr n alctuirea anvelopei cldirii;
Aria anvelopei se determin avnd n vedere exclusiv suprafeele interioare ale elementelor de construcie perimetrale, ignornd existena elementelor de construcie interioare (pereii interiori structurali i nestructurali, precum i planeele intermediare). I.5.2.3 Volumul cldirii V reprezint volumul delimitat de suprafeele perimetrale care alctuiesc anvelopa cldirii, reprezint volumul nclzit al cldirii, cuprinznd att ncperile nclzite direct (cu12
elemente de nclzire), ct i ncperile nclzite indirect (fr elemente de nclzire), dar la care cldura ptrunde prin pereii adiaceni, lipsii de o termoizolaie semificativ. n acest sens se consider ca fcnd parte din volumul cldirii: cmri, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scrii, puul liftului i alte spaii comune. Mansardele, precum i ncperile de la subsol, nclzite la temperaturi apropiate de temperatura predominant a cldirii, se includ n volumul cldirii. Nu se includ n volumul cldirii: - ncperile cu temperaturi mult mai mici dect temperatura predominant a cldirii, de exemplu la cldirile de locuit - camerele de pubele; - verandele, precum i balcoanele i logiile, chiar n situaia n care ele sunt nchise cu tmplrie exterioar. La cldirile cu teras, n cazul n care casa scrii se ridic peste cota general a planeului terasei, pereii exteriori ai acesteia se consider ca elemente ale anvelopei cldirii. La cldirile cu acoperi nclinat, n situaiiile n care casa scrii continu peste cota general a planeului podului, ca elemente delimitatoare, spre exterior, se consider pereii dintre casa scrii i pod i planeul sau acoperiul de peste casa scrii. La casa scrii de la parter, precum i la holurile de intrare n cldire care au planeul inferior denivelat, determinarea volumului i a suprafeei anvelopei precum i a suprafeelor tuturor elementelor de construcie care separ aceste spaii, de subsol i de aerul exterior (perei, planee, rampe, podeste), se face cu luarea n consideraie a acestei denivelri. x Ca principiu general, suprafeele elementelor de construcie perimetrale care alctuiesc mpreun anvelopa cldirii, se delimiteaz de mediile exterioare prin feele interioare ale elementelor de construcie. Lungimile, nlimile i ariile, pe ansamblul cldirii, se determin i se verific cu relaiile: P=lj; H=Hj; A=Aj
Volumul cldirii - V - este delimitat de aria anvelopei i este egal cu suma volumelor tuturor ncperilor din cldire: V=Vj [m3] (5.2.2)
I.5.2.4 Lungimile punilor termice liniare (l) se msoar n funcie de lungimile lor reale, existente n cadrul ariilor A determinate mai sus; n consecin ele sunt delimitate la extremiti de conturul suprafeelor respective. Punile termice liniare care trebuie n mod obligatoriu s fie luate n considerare la determinarea parametrilor l i sunt, n principal, urmtoarele: intersecia dintre pereii exteriori i planeul de teras (n zona aticului sau a corniei); intersecia dintre pereii exteriori i planeul de pod (n zona streinii); intersecia dintre pereii exteriori i planeul peste subsolul nenclzit (n zona soclului); intersecia dintre pereii exteriori i placa pe sol (n zona soclului); colurile verticale (ieinde i intrnde) formate la intersecia dintre doi perei exteriori ortogonali;13
punile termice verticale de la intersecia pereilor exteriori cu pereii interiori structurali (de ex. stlpiori din beton armat monolit protejai sau neprotejai, pereii din beton armat adiaceni logiilor, .a); intersecia pereilor exteriori cu planeele intermediare (n zona centurilor i a consolelor din beton armat monolit, .a.); plcile continue din beton armat care traverseaz pereii exteriori la balcoane i logii; conturul tmplriei exterioare (la buiandrugi, solbancuri i glafuri verticale).
I.5.3 Parametri definitorii pentru caracterizarea higro-termic a materialelor
I.5.3.1 Caracteristicile higrotermice ale materialelor de construcie utilizate la evaluarea performanelor energetice ale cldirilor sunt: conductivitatea termic, , n W/(mK); cldura specific masic, c, n J/(kgK); factorul de permeabilitate la vapori de ap/rezisten la vapori de ap, .
I.5.3.2 Conductivitate termic de calcul este valoarea conductivitii termice a unui material sau produs de construcie, n condiii specifice, care poate fi considerat ca fiind caracteristic pentru performana acelui material, atunci cnd este ncorporat ntr-un element de construcie. Conductivitatea termic de calcul se stabilete pe baza conductivitii termice declarate, avndu-se n vedere condiiile reale de exploatare referitoare la temperatura i umiditatea materialului (document recomandat SR EN ISO 10456). Pentru condiiile climatice din ara noastr conductivitatea termic de calcul este definit pentru o temperatur medie de 00C i o umiditate de exploatare stabilit conform urmtoarelor convenii: pentru materialele nehigroscopice (care nu conin sau nu pstreaz apa de fabricaie), conductivitatea termic de calcul este conductivitatea termic a materialului aflat n stare uscat; pentru materialele higroscopice, conductivitatea termic de calcul este conductivitatea termic corespunztoare umiditii de echilibru a materialului aflat ntr-un mediu ambiant cu temperatura de 230C i umiditatea relativ de 50%. pentru materialele termoizolante care conin n pori alte gaze dect aerul, conductivitatea termic de calcul este conductivitatea termic a materialului aflat n stare uscat, dup un interval de timp de mbtrnire, specific pentru fiecare tip de material. I.5.3.3 Factorul rezistenei la permeabilitate la vapori, , al unui material este o mrime adimensional care arat de cte ori stratul de material este mai puin permeabil dect un strat de aer de aceeai grosime. Factorul rezistenei la permeabilitate la vapori este utilizat la verificarea elementelor de construcie componente ale anvelopei cldirii la riscul de condens interstiial. I.5.3.4 La evaluarea performanelor termice ale cldirilor, caracteristicile higrotermice de calcul ale materialelor de construcie se vor considera astfel: pentru materialele tradiionale aflate n regim normal de exploatare i la care, n urma analizei termice, nu s-au constatat degradri: conform datelor din Anexa A5. pentru materialele la care, n urma analizei termice, s-a constatat creterea umiditii peste umiditatea de echilibru, conductivitatea termic de calcul se va stabili astfel: o prin conversia conductivitii de calcul corespunztoare regimului normal de exploatare (definit la pct. 5.3.2) la condiiile reale constatate (document recomandat SR EN ISO 10456), atunci cnd se dispune de date privind umiditatea real a materialului;14
o prin utilizarea coeficienilor de majorare a conductivitii termice prezentai n tabelul 5.3.2, atunci cnd nu se dispune de date privind umiditatea real a materialului; pentru materialele termoizolante noi, altele dect cele date n anexa A5, conform datelor din tabelul 5.3.1; pentru alte materiale, care nu sunt cuprinse n anexa A5 sau n tabelul 5.3.1, conductivitatea termic de calcul se va stabili pe baza conductivitii termice declarate de productor (document recomandat SR EN ISO 10456), lundu-se n considerare condiiile reale de exploatare. Totodat, pentru a ine seam de influena asupra valorilor declarate a incertitudinii de msurare, a reprezentativitii eantioanelor pe care se fac msurrile, a modificrii n timp a grosimii i a compoziiei materialelor, pentru materialele termoizolante se recomand majorarea cu 20% a conductivitilor termice declarate.
15
Tabelul 5.3.1 - Carcateristici higrotermice ale unor materiale termoizolante
Nr. crt. 0 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 Clasa A1 Clasa A2 Clasa A 3 Clasa A4 Clasa A5 Clasa A6
Tip de material
Densitate aparent
Conductivitate termic de calcul
1 Produse din vat mineral (din roc)
kg/m3 2 18 < 25 25 < 35 35 < 60 60 < 100 100 < 160 160 200 7 < 9,5 9,5 < 12,5 12,5 < 18 18 < 25 25 < 50 50 < 80 80 120
W/(mK) 3 0,046 0,040 0,038 0,037 0,038 0,040
Factorul rezistenei la permeabilitate la vapori D 4 1 1 1 1 2 2
Produse din vat de sticl Clasa B1 Clasa B2 Clasa B3 Clasa B4 Clasa B5 Clasa B6 Clasa B7 Materiale plastice celulare Polistiren expandat Clasa P1 Clasa P2 Clasa P3 Clasa P4 Clasa P5 Clasa P6 Polistiren extrudat Plci fr gaz inclus altul dect aerul Plci expandate cu hydrofluorocarburi HCFC Produse din spum rigid de poliuretan Plci debitate din blocuri spumate continuu i expandate cu HCFC Plci spumate continuu sau debitate din blocuri spumate expandate fr gaz inclus altul dect aerul Plci spumate continuu injectate ntre dou panouri rigide - expandate cu HCFC - expandate fr gaz inclus altul dect aerul Sticl celular 37 < 65 15 30 0,041 0,040 60 60 28 40 25 40 0,042 0,035 150 150 9 < 13 13 < 16 16 < 20 20 < 25 21 < 35 35 50 0,046 0,042 0,040 0,038 0,035 0,033 30 30 30 30 60 60 0,047 0,042 0,039 0,037 0,035 0,034 0,036 1 1 1 1 1 1 1
3.3.3
37 60 37 60 110 140
0,033 0,037 0,050
60 60 20.000
3.4
16
Tabelul 5.3.2 - Coeficieni de majorare a conductivitii termice a materialelor de construcie n funcie de starea i vechimea lorMaterial 1 Zidrie din crmid sau blocuri ceramice Starea materialului 2 vechime 30 ani n stare uscat afectat de condens afectat de igrasie vechime 20 ani n stare uscat afectat de condens afectat de igrasie vechime 20 ani n stare uscat afectat de condens afectat de igrasie afectat de condens afectat de igrasie vechime 30 ani n stare uscat afectat de condens afectat de igrasie vechime 20 ani n stare uscat afectat de condens afectat de igrasie vechime 10 ani n stare uscat, fr degradri vizibile n stare uscat, cu degradri vizibile (fisuri, exfolieri) afectai de igrasie, condens vechime 10 ani n stare uscat afectat de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) vechime 10 ani n stare uscat afectat de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) vechime 10 ani n stare uscat afectat de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) vechime 10 ani n stare uscat afectat de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) Coeficient de majorare 3 1,03 1,15 1,30 1,05 1,15 1,30 1,03 1,10 1,20 1,10 1,10 1,03 1,10 1,20 1,03 1,10 1,30 1,10 1,15 1,30 1,15 1,30 1,60
Zidrie din blocuri de b.c.a. sau betoane uoare
Zidrie din piatr
Beton armat Beton cu agregate uoare
Tencuial
Perei din paiant sau chirpici
Vat mineral n vrac, saltele, psle
Plci rigide din vat mineral
1,10 1,20 1,30
Polistiren expandat
1,05 1,10 1,15
Polistiren extrudat
1,02 1,05 1,10
17
Material 1 Poliuretan rigid
Starea materialului 2 vechime 10 ani n stare uscat afectat de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) vechime 10 ani n stare uscat cu degradri vizibile datorit expunerii la radiaiile UV n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri) vechime 10 ani n stare uscat, fr degradri vizibile n stare uscat, cu degradri vizibile (fisuri, microorganisme) n stare umed vechime 10 ani n stare uscat afectate de condens n stare umed datorit infiltraiilor de ap (n special la acoperiuri)
Coeficient de majorare 3 1,10 1,15 1,25
Spum de poliuretan aplicat in situ
1,15 1,20 1,25
Elemente din lemn
1,10 1,20 1,30 1,10 1,20 1,30
Plci din achii de lemn liate cu ciment
I.5.4 Parametri de performan caracteristici elementelor de anvelop necesari la evaluarea performanei energetice a cldirilor
Parametrii de performan caracteristici elementelor de anvelop, necesari pentru evaluarea performanei energetice a cldirilor sunt : rezistene termice unidirecionale (R), respectiv transmitane termice unidirecionale (U), rezistene termice (R), respectiv transmitane termice (U) corectate cu efectul punilor termice; raportul dintre rezistena termic corectat i rezistena termic unidirecional (r), rezistene termice corectate, medii, pentru fiecare tip de element de construcie perimetral, pe ansamblul cldirii (Rm); rezisten termic corectat, medie, a anvelopei cldirii (RM); respectiv transmitan termic corectat, medie, a anvelopei cldirii (Ucldire);
Ali parametri utilizai sunt: - indicele de inerie termic D, - rezistena la difuzia vaporilor de ap, - coeficienii de inerie termic (amortizare, defazaj), - coeficientul de absorbtivitate a suprafeei corelat cu culoarea i starea suprafeei, - factorul optic pentru vitraje, - raportul de vitrare etc. Se determin urmtorii parametri: Rezistenele termice corectate ale elementelor de construcie (R), respectiv transmitanele termice corectate (U) - cu luarea n considerare a influenei punilor termice, permind : compararea valorilor calculate pentru fiecare ncpere n parte, cu valoarile normate/de referin: rezistenele termice, minime necesare din considerente igienico-sanitare i de confort (Rnec); compararea valorilor calculate pentru ansamblul cldirii (Rm), cu valoarile normate/de referin: rezistenele termice minime, normate, stabilite n mod convenional, n scopul18
economisirii energiei n exploatare (Rmin); respectiv compararea valorilor calculate pentru ansamblul cldirii (Um), cu transmitanele termice maxime, normate/de referin, stabilite n mod convenional, n scopul economisirii energiei n exploatare (Umax); Rezistena termic corectat, medie, a anvelopei cldirii (RM); respectiv transmitanei termice corectate, medii, a anvelopei cldirii (Ucldire); aceti parametri se utilizeaz pentru determinarea consumului anual de energie total i specific (prin raportare la aria util a spaiilor nclzite) pentru nclzirea spaiilor la nivelul sursei de energie a cldirii - conform Metodologiei partea a II-a i prevederilor din reglementarea tehnic : Auditul i certificatul de performan energetic ale cldirii. Temperaturile pe suprafeele interioare ale elementelor de construcie, permind : verificarea riscului de condens superficial, prin compararea temperaturilor minime cu temperatura punctului de rou; verficarea condiiilor de confort interior, prin asigurarea indicilor globali de confort termic PMV i PPD, n funcie de temperaturile medii de pe suprafeele interioare ale elementelor de construcie perimetrale.
Pentru evitarea riscului de apariie a unor fenomene legate de confortul interior i condiiile minime igienico-sanitare, se atrage atenia asupra importanei efecturii urmtoarelor verificri : evaluarea comportrii elementelor de construcie perimetrale la fenomenul de condens superficial; evaluarea comportrii elementelor de construcie perimetrale la difuzia vaporilor de ap; evaluarea stabilitii termice a elementelor de construcie perimetrale i a ncperilor. evaluarea indicilor globali de confort termic PMV i PPD i indicatorii disconfortului local determinarea crora, la cldirile de locuit existente, este facultativ; oportunitatea efecturii acestei verificri se va stabili de la caz la caz.I.6. Parametri de climat exterior specifici pentru aplicarea motodologiei I.6.1 Definiii
n prezenta parte 1 a metodologiei se utilizeaz urmtorii parametri climatici exteriori: temperatura aerului exterior, n 0C; temperatura exterioar de proiectare pentru iarn, n 0C; umiditatea relativ a aerului exterior, n %, intensitatea radiaiei solare, n W/m2, viteza vntului de referin, n m/s. Temperatura aerului exterior este temperatura aerului dat de termometrul uscat, msurat conform metodologiei stabilite de Organizaia Mondial de Meteorologie (WMO). Temperatur exterioar de proiectare pentru iarn este temperatura aerului exterior cu o anumit perioad de revenire, utilizat la determinarea sarcinii termice de proiectare a unei cldiri. Umiditatea relativ a aerului exterior este raportul dintre presiunea vaporilor de ap din aerul umed i presiunea de saturaie a vaporilor la aceeai temperatur i se calculeaz cu relaia:=p psat ( )
(6.1.1)
19
n care:
- umiditatea relativ a aerului, n %; p - presiunea vaporilor de ap, n Pa; psat() - presiunea de saturaie a vaporilor, corespunztoare temperaturii T, calculat cu relaiile: 17 ,269 p sat = 6 , 105 exp 237 ,3 +
pentru 0; pentru < 0;
(6.1.2)
21,875 psat = 6 , 105 exp 265 ,5 +
(6.1.3)
Intensitatea radiaiei solare este fluxul radiant pe suprafa generat prin receptarea radiaiei solare pe un plan avnd o nclinare i orientare oarecare. n funcie de condiiile de receptare, intensitatea radiaiei solare poate fi: total, direct, difuz, reflectat, global. Intensitatea radiaiei solare total este intensitatea radiaiei solare generat prin receptarea pe un plan oarecare a radiaiei totale de la ntreaga emisfer. Intensitatea radiaiei solare directe este intensitatea radiaiei solare generat prin receptarea radiaiei solare care provine dintr-un unghi solid care nconjoar concentric discul solar aparent. Intensitatea radiaiei solare difuze este intensitatea radiaiei solare generat prin receptarea radiaiei solare disperse dinspre ntrega bolt cereasc, cu excepia unghiului solid care este utilizat la msurarea intensitii radiaiei solare directe. Intensitatea radiaiei solare reflectate este intensitatea radiaiei generat prin receptarea radiaiei solare globale reflectat n sus de un plan orientat n jos. Intensitatea radiaiei solare global este intensitatea total a radiaiei solare, msurat pe un plan orizontal. Viteza vntului de referin este definit ca fiind viteza vntului msurat la o nlime de 10 m deasupra nivelului solului, n cmp deschis, fr obstacole n imediata apropriere i se calculeaz ca valoarea medie, pe o perioad de la 10 minute pn la o or, a valorilor instantanee.I.6.2 Tipuri de date necesare
Datele necesare pentru stabilirea parametrilor de climat exterior utilizai n prezenta metodologie sunt: Temperatura aerului exterior: valori medii orare n anul climatic reprezentativ; valori medii lunare; valori convenionale.
Umiditatea relativ a aerului exterior Intensitatea radiaiei solare Viteza medie a vntului20
Utilizarea acestor tipurilor de valori ale parametrilor climatici prezentai mai sus se precizeaz la locul potrivit n diferitele etape ale calculului performanei energetice a cldirilor. n cazul n care sunt disponibile date, aceste valori pot fi extrase din tabele sau hri realizate prin prelucrarea datelor meteorologice n conformitate cu reglementrile tehnice n vigoare (document recomandat SR EN 15927-1). n lipsa unei baze de date climatice complete, se pot utiliza valorile date n urmtoarele documente recomandate: SR 4839-1997 (temperaturi medii lunare); STAS 6648/2-82 (temperaturi medii zilnice pentru lunile de var, intensitatea radiaiei solare); SR 1907/1-97 (viteza convenional a vntului de calcul, n funcie de zona eolian). Temperaturile exterioare convenionale de calcul se consider n conformitate cu harta de zonare climatic a teritoriului Romniei, pentru perioada de iarn. SR 1907-1/97 cuprinde aceast hart, conform creia teritoriul Romniei se mparte n 4 zone climatice, astfel : - zona I e = - 12oC e = - 15oC - zona II e = - 18oC - zona III e = - 21oC - zona IVI.6.3 Metode de prelucrare a datelor climatice
Stabilirea valorilor parametrilor necesari pentru calculul performanei energetice a cldirilor se va face pe baza datelor msurate conform metodologiei stabilite de Organizaia Mondial de Meteorologie i prelucrate n conformitate cu reglementrile tehnice n vigoare (documente recomandate: SR EN 15927/1 i SR EN 15927/5).I.7. Elemente privind concepia constructiv - arhitectural, general i de detaliu, care influeneaz performanele cldirii sub aspect termic, al ventilrii naturale, al nsoririi i al iluminatului natural.
Cerinele minime de performan energetic a cldirilor se stabilesc pentru diferitele categorii de cldiri, aparinnd principalelor pachete de programe arhitecturale n care se ncadreaz cldirile rezideniale cldirile publice i cele de producie, att pentru cele noi, ct i pentru cele existente. Cerinele in seama dac cldirile i-au pstrat funciunea pentru care au fost proiectate sau au suferit refuncionalizare n cadrul ciclului de via.I.7.1 Clasificarea cldirilor n raport cu poziia n mediul construit ine seama de:
Amplasament (acces, vecinti, nsorire/umbrire, expunere la vnt, condiionri impuse de peisajul natural s.a.); Orientarea n raport cu punctele cardinale i fa de vntul dominant; Poziia fa de vecinti (cldiri, obstacole naturale etc.)
La stabilirea performanei energetice a unei cldiri i la elaborarea certificatului energetic al acesteia, fie c este vorba de o cldire nou sau de una existent, se va ine seama de o serie de date care intervin n faza de proiectare, cu considerarea eventualelor modificri. n Anexa A7.9 se fac o serie de precizri.
21
I.7.2 Elemente arhitecturale i de construcie care influeneaz performana energetic a cldirii din punct de vedere termic i al iluminatului natural.
Obiectivul dezirabil, n condiiile actuale ale schimbrii climatice, care afecteaz tot globul pmntesc, rmne cel prin care se realizeaz controlul insolrii cldirii: umbrire pe timp de var i nsorire pe timpul iernii. Echilibrarea heliotermic (reducerea pierderilor de cldur n sezonul rece i reducerea ctigului de cldur n sezonul cald prin conformarea volumetriei cldirii i orientare) reducerea necesarului de energie pentru nclzirea sau rcirea unui spaiu depinde de compactitatea cldirii i orientarea fa de punctele cardinale, de forma volumetric a cldirii i de raportul dintre volum i suprafa - exprimat prin indicele de form al cldirii pentru o anumit amplasare geografic.
Fig. 7.2.1.1 Favorizarea ventilrii naturale utiliznd rcirea adiabatic a anvelopei pentru care s-a prevzut paravanul cu sprinklere I.7.2.1 Rezolvri volumetrice particulare (volumetrii compacte, cladiri U, L, Y etc. decupaje n volumetrie etc.) Au fost fcute urmtoarele constatri: Pentru cldirile U, L, H, Y aportul maxim anual de energie solar pe suprafa de fereastr orientat Sud Sud-Est la 18 spre Est fa de axa Nord-Sud este de 255,9 kWh/m2, n timp ce spre Vest este de 88,9 kWh/m2, iar spre Est este de 42,9 kWh/m2. In cazul unei construcii de form compact, pentru optimizarea relaiei nsorire necesarul de cldur n realizarea confortului interior cldirii exist un raport optim ntre lungimea i limea n plan a suprafeei construite, care este de 1:1,6. Exist un raport limit de 1:2,4 dintre laturile dreptunghiului ipotetic ce delimiteaz suprafaa construit la sol, dar acesta devine eficient numai cu condiia schimbrii de direcie ctre Sud Est a planului, dup ce a fost depit raportul de 1:1,6 a poriunii de plan orientate ctre Sud. In ceea ce privete volumetria compact a cldirii, considernd 100% necesarul energiei consumate n meninerea temperaturii de confort n interiorul unei construcii de forma unui cub, procentul crete spre 200% odat cu diviziunea ntregului n opt cuburi componente i recompunerea lor n diferite scheme de organizare. n raport cu energia consumat n interiorul cubului pentru meninerea temperaturii de confort considerat 100%, o construcie sub form de semicalot sferic consum numai 96%, o cldire cilindric, 98%, n timp ce pentru un spaiu piramidal este necesar un consum de energie de 112%.(Anexa A7.5) Performana termic a anvelopei (Anexa A7.6) se realizeaz prin: controlul mrimii golurilor, geometria ferestrelor, tipul de etaneizare al tmplriilor i creterea performanelor acestora, selectarea tipurilor de geamuri, utilizarea sistemelor de umbrire (interior i exterior), optimizarea luminrii naturale i controlul strlucirii, reducerea pierderilor de cldur i a ctigului de cldur; optimizarea izolrii termice n vederea reducerii consumului de energie necesar pentru nclzirea sau rcirea spaiilor interioare cldirii (pierderi sau ctig de cldur prin anvelopa cldirii);22
utilizarea calitii de mas termic a anvelopei cldirii; asigurarea integritii anvelopei cldirii astfel nct s se asigure confortul termic i s se previn condensul (utilizarea corect a barierei de vapori i evitarea punilor termice).
Procesul de evaporare poate fi exploatat cu succes n rcirea adiabatic a anvelopei (fig. 7.2.1.1) cldirilor n sistem pasiv, caz n care se apeleaz la tehnologii cu ajutorul crora se produce dispersia fin a apei sau utilizarea apei ca agent de rcire a spaiilor interioare i se asociaz altor tipuri de tehnologii integrate n elementele constructive (planee, pardoseli). Sunt folosite oglinzile de ap (ajutate i ele n procesul de rcire adiabatic de fntni arteziene sau alte instalaii) sau sunt create special suprafee inundate imediat lng construcie. Stocajul termic n masa construciei este un concept important al proiectrii ecologice integrate. De fapt fiecare spaiu ce adpostete o funciune, faciliteaz prin convecie (prin intermediul aerului interior) schimbul termic ctre suprafeele ce-l delimiteaz, perei interiori, planee sau anvelopa cldirii, spre exterior. Acestea se afl ntr-o stare continu de schimb de radiaii reciproce (radiaie direct sau difuz ce ptrunde prin intermediul ferestrei, lumina artificial, ocupanii, diferite alte obiecte sau dotri interioare).
Fig. 7.2.1.2 Concept de ventilare i luminare natural
Turnurile termice (fig. 7.2.1.2) puncteaz volumetria, strbtnd nivelurile i pot fi asociate unor spaii care necesit ventilare forat (cldirile rezolvate pe plan adnc, birourile peisagere etc.); de asemenea, pe timpul verii ele pot asigura buna ventilare n sistem pasiv sau pot funciona n sistem mixt pasiv / activ; n acest din urm caz, unele dintre ele vor fi concepute ca prize de aer i prevzute cu tehnologie integrat de purificarea aerului. Acest tip de asigurare a ventilrii devine necesar n anumite regiuni caracterizate de un grad ridicat de poluare sau n zone susceptibile de a prezenta poluarea aerului n condiii meteorologice nefavorabile (vnt dinspre direcia unor zone ce prezint un grad ridicat de poluare industrial, de exemplu). Caracterul lor versatil i anume acela de a se constitui pe timpul iernii n mas structural de stocaj poate fi speculat prin asocierea cu spaii anex i prin poziionarea n cadrul configurrii spaiale, care s permit recepionarea direct, pe fiecare nivel, a energiei radiante solare. I.7.2.2 Tipuri de spaii interioare: spaii funcionale principale ale programului arhitectural, spaii tampon (circulaii, spaii anexa, spaii care cer luminare zenital), spaii versatile sau convertibile (sere, poduri), spaii tranzitorii (porticuri, prispe), spaii care comunic (spaii publice - pasaje, atriumuri). Spaiile tampon orientate spre Nord, Nord-Est i Nord-Vest sunt spaii care n mod obinuit ndeplinesc aceast funciune: windfang, vestibul, casa scrii, coridoare, bi i grupuri sanitare, garaje etc. dar i alte tipuri de spaii destinate activitilor care reclam lumin zenital (sli de laborator, ateliere de pictur etc.) sau spaii funcionale polivalente.
23
Spaiile versatile sau convertibile (Anexa A7.8): sere, atriumuri, pasaje, poduri etc. fie c adpostesc funciuni specifice programului, fie c insereaz construciei spaii complementare acesteia, ndeplinesc n acelai timp, nafara rolului funcional i rolul de capcane solare. Terasele acoperite i nchise pe timp de iarn, dar deschise pe timpul verii, orientate spre Sud, cunoscute ca sere sunt considerate spaii versatile sau convertibile i prezint valene ecologice materiale apreciate mai ales pentru suplimentarea suprafeei anvelopei care poate primi tehnologie proactiv. n aceiai categorie se nscriu podurile / mansardele, a cror nvelitoare este conceput cu un sistem de protecie termic eficient i de asemenea spaiile tranzitorii interior exterior, fie c este vorba de curi interioare prin intermediul crora se asigur funcie de poziionarea n cadrul planului, buna ventilare pe timpul sezonului cald sau prezervarea unui microclimat propice pe timpul sezonului rece, fie c este vorba de pergole, portice etc. Logiile, prispele i foioarele nchise cu materiale transparente pot fi considerate de asemenea spaii versatile. Spaiul care comunic este mai mult dect un simbol i implicit este ncrcat de valoare ecologic non-material. Strada interioar care corespunde coridorului de distribuie spre spaiile propriu-zise ale programului (cldirea colii poate fi socotit reprezentativ n acest caz), va cuceri de multe ori prin extensie, funcie de dimensiuni, i calificativul de atrium (n cazul altor programe publice cldiri de birouri, sedii administrative, bnci etc.). Din punct de vedere al valorii ecologice materiale, aceasta va fi conceput astfel nct s se asigure o bun luminare - zenital prin luminatorul central - s se realizeze temperatura de confort interior printr-o optim cooperare cu masa structural interioar i o bun ventilare prin judicioasa amplasare a turnurilor termice. Microclimatul poate fi ameliorat prin prevederea spaiilor de tranziie exterior - interior (prispe, foioare, terase deschise i acoperite, pergole) i al spaiilor exterioare din imediata vecintate a construciei - amenajri exterioare peisagere sau arhitecturale (terase, plantaii - grdin, alei dalaje, terenuri de sport, oglinzi de ap etc.). Fiecare spaiu care corespunde unei anumite activiti din cadrul temei programului arhitectural va fi gndit, din punct de vedere tehnic, n colaborarea cu mediul climatic.
Fig. 7.2.3 Spaiu de tranziie terasa acoperit umbrit, amplasat spre Sud I.7.2.3 Intrnduri, ieinduri, balcoane, cornie, ancadramente Pentru a putea profita pe timpul iernii de aportul caloric al razelor Soarelui, n interiorul spaiului construit orientat spre Sud, este necesar s apreciem adncimea logiilor, balcoanelor sau a copertinelor i dimensiunea golurilor implicit nlimea parapetului ferestrelor. Acelai lucru trebuie urmrit pentru prevenirea impactului razelor Soarelui asupra faadelor orientate Sud, n perioadele de canicul. Dac notm cu L adncimea logiei, balconului sau a copertinei i cu H nlimea cunoscut a golului atunci putem afla dimensiunea L utiliznd urmtoarea formul de calcul:24
L = H tg , unde este chiar latitudinea locului. Tehnologiile brise-soleil-urilor orizontale sau verticale se bazeaz pe aceast formul. Pentru cazurile nefavorabile ntlnite mai ales n arhitectura care trebuie s rspund constrngerilor impuse de contextul locului, n condiii de orientare Vest i de supranclzire a faadei sunt insuficiente i nerecomandate elemente de umbrire orizontale sau verticale. Este necesar combinarea acestor dou elemente concomitent cu nclinarea lor n plan orizontal sau vertical. Se recomand consultarea unei hri a nsoririi, care pune n eviden cele dou coordonate importante ale Soarelui: altitudinea i azimutul specifice unor latitudini ntr-un ecart de 5, pentru fiecare lun a anului i pentru fiecare or a zilei. Construcia grafic care combin unghiul de umbrire orizontal cu unghiul de umbrire vertical poart numele de masca umbririi. Proiectarea faadelor umbrite se poate realiza i cu ajutorul unor programe de calculator specializate.Tehnologiile de umbrire fixe reprezint un compromis i sunt indicate cele reglabile mecanic pentru a realiza o umbrire eficient. Din studii a reieit c utilizarea jaluzelelor i obloanelor salveaz 10% din energie necesar realizrii confortului interior. I.7.2.4 Structur i flexibilitate funcional Modulul repetabil al structurii definit de axele cldirii, mpreun cu asocierea punctelor umede (bi, grupuri sanitare, buctrie etc.) pot conduce la flexibilitate funcional element definitoriu n cazul reabilitrilor cu refuncionalizare a cldirilor. Aceast aspect trebuie gndit n strns legtur cu repartizarea tuturor elementelor descrise la pct 7.2.2 care sunt specifice n controlul pasiv al unei cldiri. n cazul turnurilor termice i al partiurilor cu adncimi mari, proiectarea structurii de rezisten trebuie s rspund flexibilitii funcionale.I.7.3 Recomandri privind utilizarea resurselor locale la realizarea cldirilor.
Se recomand utilizarea urmtoarelor materiale i produse fabricate pe plan local datorit faptului c se conserv energia nglobat i se reduce consumul de resurse naturale: materiale recuperate i fabricate din deeuri; produse i materiale reciclabile; materiale din surse regenerabile; materiale nepoluante; materiale rezistente n timp cu un ciclu de via de cel puin 50 de ani; materiale care pot fi reutilizate, reciclabile sau sunt biodegradabile.I.7.4 Factorii care determin iluminarea natural a ncperilor din punct de vedere arhitectural
Performana energetic a unei cldiri include aspecte privind iluminatul natural, o rezolvare optim prezentnd numeroase beneficii, inclusiv o economie considerabil de energie prin reducerea necesarului de iluminat artificial (electric), nclzire i rcire. Un spaiu cu iluminat natural corespunztor i cu un sistem de control al iluminatului artificial poate s conduc la obinerea unei economii de energie electric n cadrul iluminatului cldirii de 30 70%. Tendina actual este de integrare a luminii naturale i a luminii artificiale, avnd permanent n vedere obinerea unui mediu luminos confortabil, att din punct de vedere cantitativ, ct i calitativ. O integrare optim a celor dou componente echivaleaz cu performane tehnologice, prin care25
orice variaie a luminii naturale este corectat automat, n sens pozitiv sau negativ, fie prin iluminatul artificial, fie prin sistemele de protecie solar. Strategia de iluminat natural are n vedere: - caracteristicile luminii naturale n funcie de amplasament - vecintile construite i neconstruite (vegetaie, relief)) - tipul cldirii (atrium, liniar, nucleu central, curte interioar, celular, grupat, open space etc.). Principalii factori arhitecturali care determin iluminarea natural a ncperilor i care intr n ecuaiile de calcul pentru iluminatul natural al unui spaiu interior (document recomandat STAS 6221-89) sunt; orientarea cldirii fa de punctele cardinale; mrimea, poziia i caracteristicile ferestrelor; raportul dintre aria ferestrelor i aria pardoselii ncperilor n funcie de destinaia acestora/funciuni; efectele de reflexie (n legtur cu amenajarile peisagere exterioare de exemplu peluza sau pavaj i cu finisajele cldirilor nvecinate); distribuia luminii controlat prin planul urbanistic (regimul de nlime al cldirii stabilit n funcie de unghiul de cer i limea strzii) sau prin dimensionarea ferestrelor (pentru evitarea contrastului i a fenomenului de orbire); finisajul suprafeelor interioare (perei, pardoseal, tavan). I.7.4.1 Orientarea cldirii fa de punctele cardinale Lumina natural poate fi accesibil pentru orice orientare, dar trebuie realizate studii speciale n ceea ce privete dimensiunile suprafeelor vitrate, tipul de sticl folosit, protecia solar optim pentru fiecare punct cardinal n parte. Din punct de vedere al strategiei iluminatului natural, orientarea optim trebuie gndit pentru fiecare funciune n parte, innd cont de caracteristicile fiecrui punct cardinal: sud aport de radiaie luminoas i termic; protecia solar este cel mai uor de realizat, prin elemente orizontale; orientare indicat pentru sistemele solare pasive nord aport de radiaie luminoas, nu i termic est i vest protecie solar mai greu de realizat, datorit unghiurilor variate ale soarelui I.7.4.2 Concepia spaial volumetric Volumetria arhitectural de ansamblu i rezolvrile de detaliu determin rolul elementelor constructive n relaie cu lumina natural (Anexa A7.1): - elemente de conducere (galerie, portic, atrium, curte de lumin, sere); - elemente de transmisie (ferestre, luminatoare, sere); - elemente de control (suprafee separatoare, ecrane flexibile, ecrane rigide, filtre solare, elemente obturante). I.7.4.3 Mrimea, poziia i caracteristicile ferestrelor n funcie poziia suprafeei vitrate, iluminatul natural se clasific n (Anexa A7.1): iluminat lateral - suprafaa vitrat este inclus n faad (vertical) iluminat zenital - suprafaa vitrat se afl la partea superioar (orizontal) a unui spaiu interior iluminat global suprafee complexe, de tip ser26
Exist o variaie semnificativ a nivelului de iluminare natural n funcie de dispunerea ferestrelor: lateral pe o parte, lateral pe dou pri, diferite soluii de iluminat zenital (fig. 1 - Anexa A7.2). De asemenea, pentru aceeai dimensiune de fereastr, exist variaii ale nivelului luminii naturale n funcie de poziionarea pe vertical a golului respectiv (de menionat c nlimea parapetului trebuie corelat cu cerinele de siguran n exploatare pentru fiecare caz n parte) (fig. 2 - Anexa A7.2). I.7.4.4 Raportul dintre aria ferestrelor i aria pardoselii ncperilor n funcie de destinaia acestora/funciuni La construciile civile, la ncperile la care se apreciaz c iluminarea nu este riguros legat de producia i destinaia ncperii, realizarea condiiilor de iluminare se verific, n mod aproximativ, pe baza raportului dintre aria ferestrelor ncperilor i aria pardoselii acesteia, conform datelor din tabelul din Anexa A7.3 . Pentru ncperile la care iluminarea este legat de producia i destinaia ncperii i care a fost stabilit prin calcul, va trebui ca valorile rezultate s satisfac i condiiile din Anexa A7.3, care se vor considera minimale. I.7.4.5 Efectele de reflexie Efectele de reflexie ce pot influena aportul de lumin natural ntr-un spaiu provin din trei mari categorii :
mediul exterior neconstruit - vegetaie, dalaje, trotuarul de gard al construciei, suprafee de ap, fntni arteziene faadele construciilor nvecinate - finisajul faadelor nvecinate (reflectan mare pentru culori deschise, pastelate), elemente reflectante (panouri sticl, placaje metalice etc.) elemente ale cldirii studiate - elemente constructive de protecie solar dispuse la exterior, dimensiunile ferestrelor
I.7.4.6 Distribuia luminii controlat prin planul urbanistic n cazul n care se analizeaz performana energetic a unei cldiri se ine seama de o serie de caracteristici avute n vedere la proiectare (asupra crora se poate interveni prin corectare sau amplificarea efectului): Regimul de nlime al cldirii este stabilit prin studii de nsorire, n funcie de un minim de ore de lumin necesar pentru vecintatea cea mai defavorabil (innd cont de funciunea pe care aceasta o are). La stabilirea nlimii cldirilor, se recomand ca n planurile de sistematizare s se in seama de limea strzii, astfel ca unghiul de cer s nu depeasc limitele de la 27 la 45 pentru limea de strad de 6m la 20m. La dimensionarea ferestrelor se va avea n vedere asigurarea uniformitii luminii n ncpere, pentru evitarea contrastului i fenomenului de orbire (document recomandat: STAS 6221- 89)
27
I.7.4.7 Finisajul suprafeelor interioare Finisajele interioare ale pereilor, pardoselilor i mobilierul sau alte elemente de amenajare interioar devin suprafee reflectante, contribuind la iluminatul natural al ncperilor n funcie de culoare i textur (Anexa A7.4). n cazul cnd n ncperi reflexia se datoreaz i altor suprafee, n afar de zugrveala pereilor i tavanului, valoarea factorului mediului global de sporire prin reflexie se poate stabili prin calcul. I.7.4.8 Tehnologii contemporane Preocuprile contemporane de integrare a luminii naturale cu iluminatul artificial, au condus la noi tehnologii de captare i introducere a luminii naturale n zone ale cldirilor, precum i numeroase tehnologii integrate anvelopei (n special suprafeelor vitrate) pentru controlul iluminatului natural:
tuburile de lumin dispozitive care capteaz, transmit lumina natural printr-un sistem de suprafee reflectante i o distribuie uniform printr-un difuzor microprismatic n spaiile interioare care nu beneficiaz de suprafee vitrate sistem de captare cu heliostat cu oglind - sistem de reflexii pentru transmiterea luminii n zonele de interes elemente optice holografice - elemente incluse n anvelopa cldirii, care realizeaz controlul energiei solare, prin redirecionarea radiaiei solare directe i indirecte ferestre inteligente cu pelicul de cristale de polimeri pentru controlul reflectanei geamului prin intermediul unui dispozitiv de monitorizare i autoreglare integrat n panoul de sticl; geamuri electrocromice cu transmisie variabil a luminii sisteme de control al luminii naturale, necesar datorit caracterului variabil al acesteia i un sistem de control al luminii artificiale suplimentare necesare n fiecare moment instrumente de proiectare asistata a iluminatului natural, utilizabile n faza iniial a proiectelor pentru dimensionarea optim a ferestrelor, astfel nct s se obin o performan energetic i ambiental superioar
I.8. Regimuri de utilizare a cldirilor i influena acestora asupra performanei energetice I.8.1 Clasificarea cldirilor n funcie de regimul lor de ocupare
n funcie de regimul de ocupare, cldirile se mpart n dou categorii: cldiri cu ocupare continu n care intr cldirile a cror funcionalitate impune ca temperatura mediului interior s nu scad, n intervalul ora 0 ora 7 cu mai mult de 70C sub valoarea normal de exploatare; cldiri cu ocupare discontinu n care intr cldirile a cror funcionalitate permite ca abaterea de la temperatura normal de exploatare s fie mai mare de 70C pe o perioad de 10 ore pe zi, din care 5 ore n intervalul ora 0 ora 7.I.8.2 Clasificarea tipurilor de funcionare ale instalaiilor de nclzire
Tipurile de funcionare ale instalaiilor de nclzire sunt: nclzire continu; nclzire intermitent. Aspecte legate de tipurile de funcionare ale instalaiilor de nclzire sunt tratate n partea a II-a a metodologiei.
28
I.8.3 Clasificarea cldirilor funcie de ineria termic inclusiv modul de stabilire a valorii acesteia
n funcie de ineria termic, cldirile se mpart n trei clase: inerie termic mic; inerie termic medie inerie termic mare. ncadrarea cldirilor n una din clasele de inerie se face conform tabelului 8.3.1, n funcie de valoarea raportului:
mj
j
Aj
Ad
(8.3.1)
n care: mj - masa unitar a fiecrui element de construcie component j, care intervine n ineria termic a acestuia, n kg/m2; Aj - aria util a fiecrui element de construcie j, determinat pe baza dimensiunilor interioare ale acestuia, n m2; Ad - aria desfurat a cldirii sau prii de cldire analizate, n m2. Tabelul 8.3.1 Clase de inerie termic
j
Raportul
m j Aj Ad
Ineria termic mic medie mare
pn la 149 kg/m2 de la 150 pn la 399 kg/m2 peste 400 kg/m2
La determinarea clasei de inerie se va avea n vedere urmtoarele: dac aria desfurat a spaiului nclzit aferent cldirii analizate este mai mic sau egal cu 200 m2, calculul raportului dat de relaia (8.3.1) se va face pe ntreaga cldire; dac aria desfurat a spaiului nclzit aferent cldirii analizate este mai mare de 200 m2, calculul raportului dat de relaia (8.3.1) se va face pe o poriune mai restrns, considerat reprezentativ pentru cldirea sau partea de cldire analizat.I.8.4 Corelaii ntre regimul de ocupare al cldirii i ineria termic a acesteia
n funcie de categoria de ocupare i de clasa de inerie, cldirile de mpart n dou categorii: cldiri de categoria 1, n care intr cldirile cu ocupare continu i cldirile cu ocupare discontinu de clas de inerie termic mare; cldiri de categoria 2, n care intr cldirile cu ocupare discontinu i clas de inerie medie sau mic.
29
I.9. Stabilirea prin calcul a valorilor parametrilor de performan termic, energetic i de permeabilitate la aer a anvelopei cldirilor I.9.1 Precizarea valorilor de calcul a parametrilor date de intrare
I.9.1.1 Temperaturi I.9.1.1.1 Temperaturi interioare convenionale de calculTemperaturile interioare ale ncperilor nclzite (i)
Temperaturile interioare convenionale de calcul ale ncperilor nclzite, se consider conform reglementrilor tehnice n vigoare (document recomandate SR 1907-2/97). Dac ntr-o cldire ncperile au temperaturi de calcul diferite, dar exist o temperatur predominant, n calcule se consider aceast temperatur; de exemplu, la cldirile de locuit se consider i = +20oC. Dac nu exist o temperatur predominant, temperatura interioar convenional de calcul se poate considera temperatura medie ponderat a tuturor ncperilor nclzite:i =
A Aij j
j
[oC]
( 9.1.1)
n care: Aj aria ncperii j avnd temperatura interioar ij . Temperaturile interioare ale spaiilor nenclzite (u) Temperaturile interioare ale spaiilor i ncperilor nenclzite se determin exclusiv pe baz de bilan termic, n funcie de temperaturile de calcul ale ncperilor adiacente, de ariile elementelor de construcie care delimiteaz spaiul nenclzit, precum i de rezistenele termice ale acestor elemente. n calcule se va ine seama n mod obligatoriu i de numrul de schimburi de aer n spaiului nenclzit. Tot pe baz de bilan termic se vor determina temperaturile u din rosturile nchise, podurile i etajele tehnice, precum i cele din balcoanele i logiile nchise cu tmplrie exterioar. Pentru determinarea temperaturii convenionale de calcul dintr-un spaiu nenclzit de tip cmar sau debara, se face un calcul de bilan termic, utilizndu-se relaia general :
u =
( L ) + 0 ,34 V (n L + 0 ,34 V nj j j
j
j
)
[oC]
( 9.1.2)
j
n care : Lj
jV nj
coeficienii de cuplaj termic afereni tuturor elementelor de construcie orizontale i verticale care delimiteza spaiul nenclzit de mediile adiacente: aer exterior sau ncperi nclzite, n [W/K]; temperaturile mediilor adiacente: aer exterior (e ) sau ncpere nclzit (i ), n [oC]; volumul interior al spaiului nenclzit [m3]; numrul de schimburi de aer datorit permeabilitii la aer a elementului j, n [h-1].30
I.9.1.1.2 Temperaturi exterioare Temperaturile exterioare utilizate la calculul performanelor termice ale elementelor de construcie perimetrale care alctuiesc anvelopa cldirii sunt temperaturile exterioare de calcul stabilite n funcie de zona climatic de calcul pentru perioada de iarn, conform pct. 6. I.9.1.2 Caracteristici higrotermice ale materialelor de construcie Caracteristicile higrotermice ale materialelor de construcie din alctuirea elementelor de anvelop se determin conform pct 5.3. I.9.1.3 Rezistene la transfer termic superficial Rsi i Rse; Rezistenele la transfer termic superficial (Rsi i Rse) se consider n calcule n funcie de direcia i sensul fluxului termic; Rsi =1/hi i Rse =1/he. Pentru calculul cmpului de temperaturi n vederea verificrii temperaturilor superficiale, valoarea rezistenei la transfer termic superficial interior Rsi, n cmpul curent al elementului i pentru mbinri 2-D sau 3-D n anvelop, se consider difereniat (documente recomandate: SR EN ISO 10211-1:1998 i SR EN ISO 10211-1/AC:2003).
31
Tabelul 9.1.1 - Coeficieni de transfer termic superficial hi i he [W/(m2K)] i rezistene termice superficiale Rsi i Rse [m2K/W]Elemente de construcie n contact cu: exteriorul pasaje deschise (ganguri) Elemente de construcie n contact cu spaii ventilate nenclzite: subsoluri i pivnie poduri balcoane i logii nchise rosturi nchise alte ncperi nenclzite hi/Rsi he/Rse
DIRECIA I SENSUL FLUXULUI TERMIC
hi/Rsi
he/Rse*)
i
e, u
8 0,125
24 0,042
8 0,125
12 0,084
e, u
8 0,125
24 0,042
*)
8 0,125
12 0,084
i
i
6 0,167
24 0,042
*)
6 0,167
12 0,084
e, u
*)
Pentru condiii de var : he = 12 W/(m2K), Rse = 0,084 m2K/W
Valorile rezistenelor termice superficiale interioare din tabelul 9.1.1 sunt valabile pentru suprafeele interioare obinuite, netratate (cu un coeficient de emisie = 0,9); valorile din tabel au fost determinate pentru o temperatur interioar evaluat la + 20 oC. Valoarea rezistenei termice superficiale exterioare din tabelul 9.1.1 corespunde urmtoarelor condiii: - suprafaa exterioar netratat, cu un coeficient de emisie = 0,9 ; - temperatura exterioar e = 0 oC - viteza vntului adiacent suprafeei exterioare v = 4 m/s
32
Pentru alte viteze ale vntului rezistena termic superficial exterioar se poate considera orientativ astfel:v Rse
[m/s] 1 2 3 4 5 7 10
[m K/W] 0,08 0,06 0,05 0,04 0,04 0,03 0,02
2
I.9.1.4 Rezistene termice ale straturilor de aer neventilat Rezistenele termice ale straturilor de aer neventilat (Ra) se consider, n funcie de direcia i sensul fluxului termic i de grosimea stratului de aer (document recomandat SR EN ISO 6946), pentru toate elementele de construcie, cu excepia elementelor de construcie vitrate. Pentru modul n care se pot considera n calculele termotehnice straturile de aer n care exist un oarecare grad de ventilare al spaiului de aer, deci o comunicare cu mediul exterior, se poate consulta documentul recomandat este SR EN ISO 6946.I.9.2 Calculul rezistenei termice i a transmitanei termice totale, unidirecionale a elementelor de construcie opace
Calculul ine seama de prevederile din actele normative n vigoare (document recomandat: SR EN ISO 6946). Rezistena termic total, unidirecional a unui element de construcie alctuit din unul sau mai multe straturi din materiale omogene, fr puni termice, inclusiv din eventuale straturi de aer neventilat, dispuse perpendicular pe direcia fluxului termic, se calculeaz cu relaia :R = Rsi + Rj + Ra + Rse
[m2K/W]
(9.2.1)
Relaia (9.2.1) se utilizeaz i pentru determinarea rezistenei termice n cmp curent, a elementelor de construcie neomogene (cu puni termice). n calculul unidirecional, suprafeele izoterme se consider c sunt paralele cu suprafaa elementului de construcie. La elementele de construcie cu straturi de grosime variabil (de exemplu la planeele de la terase), rezistenele termice se pot determina pe baza grosimilor medii ale acestor straturi, aferente suprafeelor care se calculeaz . Transmitana termic/coeficientul unidirecional de transmisie termic prin suprafa se determin cu relaia :U= 1 R
[W/(m2K)]
(9.2.2)
Dac valorile R i U reprezint rezultate finale ale calculelor termotehnice, ele pot fi rotunjite la 3 cifre semnificative (2 zecimale).
33
I.9.3 Calculul rezistenei termice i a transmitanei termice - corectate cu efectul punilor termice, a elementelor de construcie opace descrierea metodelor de calcul.
Documente recomandate: SR EN ISO 10211-1: Puni termice n construcii Fluxuri termice i temperaturi superficiale Partea 1 : Metode generale de calcul , SR EN ISO 10211-2: Puni termice n construcii Calculul fluxurilor termice i temperaturilor superficiale Partea 2 : Puni termice liniare ; SR EN ISO 14683: Puni termice n construcii Transmitane termice liniare metod simplificat i valori precalculate . SR EN 13789: Performana termic a cldirilor. Coeficient de pierderi de cldur prin transfer. Metod de calcul. Punile termice la cldiri determin o modificare a fluxurilor termice i a temperaturilor superficiale n comparaie cu cele corespunztoare unei structuri fr puni termice. Aceste fluxuri termice i temperaturi pot fi determinate cu un grad suficient de exactitate prin calcule numerice (documente recomandate: EN ISO 10211-1 pentru flux termic tridimensional, EN ISO 10211-2 pentru flux termic bidimensional). Pentru punile termice liniare este mai operativ s se utilizeze metode simplificate pentru estimarea transmitanelor termice liniare/coeficienilor de transmisie termic liniar (document recomandat: SR EN ISO 14683). Fluxul termic disipat prin anvelopa cldirii, , ntre mediile interior i exterior, avnd ca temperaturi i i e, poate fi calculat cu relaia:
= HT (i - e)
[W]
(9.3.1)
Coeficientul de pierderi termice prin transmisie HT, se calculeaz cu relaia:HT = L + L s + Hu
[W/K]
(9.3.2)
unde:L Ls
Hu
este coeficientul de cuplaj termic prin anvelopa cldirii, definit prin relaia (9.3.3), n [W/K]; este coeficientul de cuplaj termic prin sol, (document recomandat: SR EN ISO 13370) i care se admite a fi calculat n regim staionar (document recomandat: SR EN ISO 13789), n [W/K]; coeficientul de pierderi termice prin spaii nenclzite (document recomandat: SR EN ISO 13789), n [W/K].
Cldirile pot avea puni termice semnificative, unul dintre efecte fiind cel de cretere a fluxurilor termice disipate prin anvelopa cldirilor. n acest caz, pentru a se obine un coeficient de cuplaj termic corect, este necesar adugarea unor termeni de corecie prin transmitanele termice liniare i punctuale, dup cum urmeaz:L= UjAj + klk + j
[W/K]
(9.3.3)
unde:L Uj Aj
k
este coeficientul de cuplaj termic, n [W/K]; ; este transmitana termic a prii j de anvelop a cldirii, n [W/(m2K)]; este aria pentru care se calculeaz Uj, n [m2]; este transmitana termic liniar a punii termice liniare k, n [W/(mK)];34
lk
j
este lungimea pe care se aplic k, n m; este transmitana termic punctual a punii termice punctuale j, n [W/K].
Valorile transmitanelor termice liniare depind de sistemul de dimensiuni ale cldirii utilizat n calculul ariilor, efectuat pentru fluxurile unidimensionale. Transmitana termic liniar, , se calculeaz cu relaia:
j=unde:L2D Uj lj
1 2D (L - UjAj) lj
[W/(mK)]
(9.3.4)
este coeficientul liniar de cuplaj termic obinut printr-un calcul bidimensional al componentei care separ cele dou medii considerate, n [W/K] ; este transmitana termic prin suprafaa componentei unidimensionale j care separ cele dou medii considerate, n [W/(m2K)]; este lungimea din modelul geometric bidimensional pe care se aplic valoarea Uj, n metri.
Pentru toate calculele transmitanelor termice liniare , exist posibilitarea optrii pentru trei sisteme de dimensiuni ale cldirii pe care se bazeaz calculul (document recomandat: SR EN ISO 13789): dimensiuni interioare, msurate ntre feele interioare finisate ale fiecrei ncperi ale unei cldiri (excluznd grosimea elementelor despritoare interioare); dimensiuni interioare totale, msurate ntre feele interioare finisate ale elementelor exterioare ale unei cldiri (incluznd i grosimea elementelor despritoare interioare); dimensiuni exterioare, msurate ntre feele exterioare finisate ale elementelor exterioare ale unei cldiri. Metoda aleas n reglementrile romneti este cea cu dimensiuni interioare totale, msurate ntre feele interioare finisate ale elementelor exterioare ale unei cldiri. Rezistena termic corectat se determin la elementele de construcie cu alctuire neomogen; ea ine seama de influena punilor termice asupra valorii rezistenei termice determinate pe baza unui calcul unidirecional n cmp curent, respectiv n zona cu alctuirea predominant. Rezistena termic corectat R i respectiv transmitana termic corectat/coeficientul corectat de transmisie termic prin suprafa U' se calculeaz cu relaia general :U' = 1 R'
=
1 + R
( l ) + A A
[W/(m2K)]
(9.3.5)
n care : R rezistena termic total, unidirecional, aferent ariei A; l lungimea punilor liniare de acelai fel, din cadrul suprafeei A. Rezistena termic corectat se mai poate exprima prin relaia :R = r . R
[m2K/W]
(9.3.6)
n care r reprezint coeficientul de reducere a rezistenei termice totale, unidirecionale :r = 1+ R
[ ( l ) + ]A
1
[-]
(9.3.7)
35
Transmitanele termice liniare i punctuale aduc o corecie a calcului unidirecional, innd seama att de prezena punilor termice constructive, ct i de comportarea real, bidimensional, respectiv tridimensional, a fluxului termic, n zonele de neomogenitate a elementelor de construcie. Punile termice punctuale rezultate la intersecia unor puni termice liniare, de regul, se neglijeaz n calcule. Transmitanele termice liniare i punctuale nu difer n funcie de zonele climatice; ele se determin pe baza calculului numeric automat al cmpurilor de temperaturi, pe baza indicaiilor din anexa A9.3. Pentru detalii uzuale se pot folosi valorile precalculate din tabelele cuprinse n Cataloage cu valori precalculate ale transmitanelor termice liniare i punctuale.I.9.4 Calculul transmitanei termice a elementelor vitrate
I.9.4.1 Transmitana termic a elementelor vitrate (ferestre i ui) Transmitana termic a elementelor vitrate se va calcula, fie utiliznd metoda simplificat (document recomandat EN ISO 10077-1 Performana termic a ferestrelor, uilor i obloanelor. Calculul transmitanei termice. Partea 1 - Metod simplificat), fie metoda numeric bidimensional (document recomandat SR EN ISO 10077-2 Performana termic a ferestrelor, uilor i obloanelor. Calculul transmitanei termice. Partea 2 - Metod general) Transmitana termic a unui element vitrat simplu (fereastr, u cu sau fr panou opac figura 9.4.1 ) se calculeaz cu relaia:Uw = Ag U g + Af U f + Ap U p + l g g + l p p Ag + Af + Ap
[W/(m2K)]
(9.4.1)
n care: Ug este transmitana termic a vitrajului, n W/(m2K); Uf este transmitana termic a ramei, n W/(m2K); Up este transmitanta termic a panoului opac (dac este cazul) , n W/(m2K); Ag este aria vitrajului, n m2; este aria ramei, n m2; Af Ap este aria panoului opac (dac este cazul, n m2; este perimetrul vitrajului, n m; lg este perimetrul panoului opac (dac este cazul), n m; lp g este transmitana termic liniar datorat efectelor termice combinate ale vitrajului, distanierului i ramei (pentru vitraj simplu g=0), n W/(mK); p este transmitana termic liniar pentru panoul opac (dac este cazul), n W/(mK)
Recommended