Calcul Izolatii Termice Norme

  • View
    38

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of Calcul Izolatii Termice Norme

CARACTERISTICI TERMOENERGETICE ALE ANVELOPEI CLDIRILOR1. Caracteristici normate ale anvelopei cldirilor1.1 Metoda de calcul a rezistentei termice a pereilor Rezistena termic a unui perete exterior RPE [m2K/W] se calculeaz (ecuaia (1)) ca sum a rezistenelor termice Rk [m2K/W] a fiecrui strat k al peretelui i a straturilor limit de pe faa interioar Ri [m2K/W] i exterioar Re [m2K/W] :

Runde i [W/m2K] e [W/m2K] k [m] k [W/mK]

= R + R +R = + + k PE i e k k i e k k

1

1

(1)

coeficient de transfer termic convectiv la faa interioar a peretelui; coeficient de transfer termic convectiv la faa exterioar a peretelui; grosimea stratului de perete k; conductivitatea termic a stratului de perete k;

Coeficienii de transfer convectiv sunt prezentai n tabelul 1 pentru fiecare sens i direcie a fluxului termic: orizontal/vertical, ascendent/descendent. Este de reinut faptul c valoarea acestui coeficient este sub 10 W/m2K pentru spaii interioare, unde temperatura este mai ridicat i nu avem cureni de aer, i peste 20 W/m2K la exterior, unde temperatura este mai sczut i adie vntul.Elemente de construcii n contact cu: exteriorul, pasaje deschise (ganguri), rosturi deschise Elemente de construcii n contact cu spaii ventilate neinclzite: subsoluri i pivnie, poduri, balcoane i logii nchise, rosturi nchise, alte ncperi i/Rsi 8/0,125 e/Rse 12/0,084 12/0,084 12/0,084

Direcia i sensul fluxului termic

i/Rsi Flux orizontal 8/0,125

e/Rse 24/0,042*

Flux ascendent 24/0,042* 8/0,125 8/0,125 vertical Flux descendent 8/0,125 24/0,042* 6/0,167 vertical *) Pentru condiii de var: e=12 W/m2K, Rse=0,084 m2K/W

Tabelul 1 : Coeficientii de transfer termic superficial i/ e in W/m2K si rezistenele termice superficiale Rsi , Rse, n m2K/W

Conductivitile termice sunt caracteristice fiecrui tip de material, materialele izolante termic fiind caracterizate de conductiviti sub 0,1 W/mK. Dac aceste condiii se recomand pentru cldirile noi, aflate n stadiu de proiectare, n cazul cldirilor vechi

proprietile termotehnice ale materialelor de construcie sufer unele modificri datorit degradrii n timp a construciilor. De exemplu, datorit aciunii ploii, unele straturi de izolaie pot fi parial imbibate cu ap, ceea ce conduce din punct de vedere termic la o mai bun conducie a cldurii, deci la o cretere a pierderilor de cldur. Astfel, conductivitatea termic a materialelor cu o anumit vechime trebuie majorat, n vederea unei corecte aproximri a caracteristicei termice a anvelopei. Coeficienii de majorare a conductivitii termice a diferitelor materiale de construcie (Tabelul 2) sunt diferii n funcie de tipul materialului i de degradarea pe care a suferito.Material / Produs Zidrie din crmid sau blocuri ceramice Zidrie din blocuri din B.C.A. sau betoane uoare Beton armat Tencuial Vat mineral n vrac, saltele sau psle Vat mineral - plci rigide Polistiren expandat Vechime > 30 ani > 20 ani > 30 ani > 10 ani > 10 ani > 10 ani > 10 ani > 10 ani > 10 ani > 20 ani Coeficient de majorare a Observaii conductivittii 1,03 n stare uscat 1,15 afectat de condens 1,30 afectat de igrasie 1,05 n stare uscat 1,15 afectat de condens 1,30 afectat de igrasie 1,10 afectat de condens sau de igrasie 1,03 n stare uscat 1,10 afectat de condens 1,30 afectat de igrasie 1,15 n stare uscat 1,30 afectat de condens 1,60 afectat de infiltraii de ap 1,10 n stare uscat 1,30 afectat de condens 1 ,60 afectat de infiltratii de ap 1,05 n stare uscat 1,10 afectat de condens 1,15 afectat de infiltratii de ap 1,02 n stare uscat 1,05 afectat de condens 1,10 afectat de infiltratii de ap 1,05 1,15 1,25 1,10 1,30 1,05 1.30 n stare uscat afectat de condens afectat de infltraii de ap Fr degradri Cu degradari (fisuri, umezire, etc) Fr degradri vizibile Cu degradari (fisuri, microorganisme, umede, etc)

Polistiren extrudat

Poliuretan celular Pereti din paiant sau chirpici Elemente din lemn

Tabelul 2 : Coeficieni de majorare a conductivitii termice (continuare) Se observ c acesti coeficieni pot varia cu pn la: - 30 % pentru materiale de tipul : crmid, BCA, - 60 % pentru materiale poroase precum vata mineral sau vata de sticl, - 15 % pentru polistiren, datorit etaneitii sporite a sistemului celular al acestuia, - 10 % pentru beton, datorit lipsei de pori i de mortar necesar ridicrii peretelui. 1.2 Condiiile privind rezistena termic a pereilor exteriori n principiu, pentru a putea s asigure un anumit grad de confort la interior, rezistena termic a peretelui trebuie s depeasc anumite valori minime stabilite prin calcul, care asigur acest nivel de confort. Mai precis, trebuiesc ndeplinite trei condiii: - CONDIIA 1: evitarea condensului pe suprafaa interioar a peretelui; - CONDIIA 2: evitarea disconfortului datorat radiaiei reci a peretelui; - CONDITIE 3: provenit din principii tehnico-economice. n final, rezistena termic a peretelui, pentru calculul de proiectare, se va alege ca maxima dintre cele trei condiii mai sus enunate, al cror mod de calcul este detaliat n cele ce urmeaz. CONDIIA 1: Rezistena termic a peretelui se poate calcula funcie de rezistena termic a stratului limit interior, dac se cunoate temperatura pe suprafaa interioar a peretelui (ecuaia 2).

RPE = Ri

ti te t i t si

(2)

unde ti temperatura aerului interior (oC); temperatura suprafeei interioare a peretelui (oC); tsi te temperatura aerului exterior (oC); Aceast cerin, de evitare a condensului pe suprafaa interioar a peretelui presupune ca temperatura suprafeei interioare a peretelui s fie mai mare dect temperatura punctului de rou caracteristic strii aerului interior, tr (oC). Deci, presupunnd c temperatura suprafeei interioare a peretelui este mai ridicat cu un minim de 1 oC, rezult c rezistena termic a peretelui trebuie s fie mai mare dect rezistena peretelui calculat n aceste condiii (ecuaia 3). Cu ct rezistena termic a peretelui este mai mare cu att i temperatura suprafeei interioare este mai ridicat.

RPE min = Ri

ti te t i t r + 1o C

(

)

(3)

CONDIIA 2: Aceast cerin de confort impune ca diferena dintre temperatura aerului interior i temperatura suprafaei interioare a peretelui s fie mai sczut dect o anumit valoare, diferit de la un perete la altul. Astfel se poate evita disconfortul creat de radiaia rece a peretelui exterior pe o parte a corpului uman fa de radiaia cald a pereilor interiori, pe cealalt parte a corpului uman. Pornind de la ecuaia 2, valoarea limit minim a rezistenei termice a peretelui exterior se calculeaz n funcie de diferena de temperatur impus pentru fiecare perete (ecuaia 4):

RPE = Ri

ti te t i max

(4)

unde ti max [oC] diferena dintre temperatura aerului interior i temperatura suprafaei interioare a peretelui (n oC). Valorile acestei diferene de temperatur sunt prezentate n tabelul 3. Cu ct rezistena termic a peretelui este mai mare cu att i diferena dintre temperatura aerului interior i temperatura suprafaei interioare a peretelui este mai sczut, iar disconfortul radiaiei reci este mai sczut.Grupa Cldirii i, [%] 60 50 Valori normate ti max [K] Pereti Cldiri de locuit, cmine, internate, Spitale, policlinici . a. I Cree, grdinite, Scoli, licee .a. 4,0 4,5 Tavane 3,0 3,5 Pardoseli 2,0 2,5

Destinatia cldirii

II

Alte cldiri social-culturale, cu regim normal de umiditate Cldiri sociale cu regim ridicat de umiditate Cldiri de producie cu regim normal de umiditate Cldiri de producie cu regim ridicat de umiditate

50

4,5

3,5

2,5

III

60

6,0

4,5

3,0

*)

0,8 * ti max ti max = ti r*) tr este temperatura punctului de roua corespunzator lui ti si i din incapere IV 75

3,5

Tabelul 3 : Valorile normate pentru ti max [oC]

CONDIIA 3: Aceast condiie tehnico-economic, are mai puin de a face cu rentabilitatea diferitelor grosimi de izolaie termic, ci mai mult cu cerinele pe plan mondial de economie energetic, de scdere a efectului de ser. Aceste aspecte sunt realizabile prin diminuarea emisiilor de CO2 i de NOX n atmosfer i deci prin diminuarea consumului de combustibil. Diminuarea acestui consum de combustibil necesar pentru nclzirea caselor i apartamentelor este realizat prin msuri din ce n ce mai severe de izolare termic a cldirilor. n acest sens se recomand n standardele romneti (C 107/3-1997) valori minime ale rezistenelor termice corectate pentru toate elementele de anvelop : perei, ferestre, planee, acoperiuri (tabel 4). Aceste valori sunt n continu schimbare, fiind adaptate la cerinele pe plan mondial. Menionm faptul c fa de celelalte ri aceste valori sunt relativ mai sczute, Germania prezentnd condiiile cele mai severe. Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7 8 Rmin [m2K/W] Cldiri proiectate pn la 1.01.1998 dup 1.01.1998

Elementul de construcie

9

Pereti exteriori (exclusiv suprafeele vitrate, inclusiv pereii adiacenti 1.2 1.4 rosturilor deschise) Tmplrie exterioar 0.4 0.5 Planee peste ultimul nivel, sub 2 3 terase sau poduri Planee peste subsoluri 1.1 1.65 nenclzite i pivnie Perei adiaceni rosturilor nchise 0.9 1.1 Planee care delimiteaz cldirea la partea inferioar, de exterior (la 3 4.5 bowindouri, ganguri de trecere .a) Plci pe sol (peste CTS) 3 4.5 Plci la partea inferioar a demisolurilor 4.2 4.8 sau a subsolurilor nclzite (sub CTS) Perei exteriori, sub CTS, la demisolurile sau la subsolurile 2 2.4 inclzite Tabelul 4: Rezistene termice corectate minime Rmin ale elementelor de construcii, pe ansamblul cldirilor de locuit

n acest tabel sunt prezentate valori ale rezistenei termice ale pereilor exteriori, corectate cu coeficienii de puni termice. Modul de calcul al rezistenelor termice corectate va fi prezentat mai jos, dar mai nti prezentm o scurt analiz a valorilor din acest tabel. Dac pentru o construcie nou (du