1IntroducereActivitatea de proiectare a ferestrelor este strictlegat ca estetic, dimensiuni i soluiiconstructiveidefixare,detipulidimensiunileconstruciilorpecareleechipeaz.n generalferestrelesuntelementedemareimportannconstruirealinieiarhitecturalea ntregii construcii,venind complementar cu efecte suplimentare de evideniere i susinere a arhitecturii generale.CursulTehnologiaiproiectareaproduselorfinite7 seadreseazstudenilorcti specialitilor furniznd ntr-o form sintetic organizat informaiile necesare n baza crora s poatntocmidocumentaiaistructurafluxuluitehnologic. Astfelsuntdateelementele generale, urmnd ca particularizarea s poat fi realizat de ctre utilizator.Obiectivele cursuluiObiectiveleimportantealedisciplineisuntdeacompletacunotinele studenilorreferitoarelaproiectareaifabricareaaltorprodusedinlemnnafara mobileiprecumideprezentarealeparticularitilortehniceitehnologice specifice acestor produse (ferestre i ui)Competene conferiteDup parcurgerea materialului studentul va fi capabil s:- s utilizeze termenii specifici proiectrii i fabricrii ferestrelor i uilor- s explice utilitatea i utilizarea unui anumit tip de fereastr sau u- sdefineascstructuraisoluiileconstructivefuncionalealeuilori ferestrelor- s identifice accesoriile folosite la ferestre i ui- s defineasc fluxul tehnologic necesar realizrii ferestrelor i uilor- s testeze calitatea ferestrelor i uilor- saplicecunotineledespreproiectareaitehnologiilederealizarea ferestrelor i uilor n societile comerciale de profil- slucrezenechipisfieresponsabilnexecutareasarcinilor profesionale n activitile de proiectare a produselor finite din lemn- s contientizeze necesitatea nsuirii i utilizrii resurselor i tehnicilor de nvare continu pe parcursul ntregii viei.Resurse i mijloace de lucruParcurgereamaterialuluinunecesitexistenaunormijloacesau instrumente de lucru.2Structura cursuluiCursulestestructuratn14unitidenvare.Fiecareunitatedenvare cuprinde:obiective,aspecteteoreticeprivindtematicaunitiidenvare respective, exemple precum teste de autoevaluareCerine preliminareNoiuni de baz dobndite n cadrul disciplinelor :- Structuri din lemn- Desen tehnic i infograf. n IL- ProgramareacalculatoarelorsoftdedesenareAutoCAD,softde redactare WORD, soft de calcul tabelar EXCEL- Bazele prelucrrii lemnului i scule achietoare 1- Modelare 3D- Structuri din lemn pentru mobil- Tolerane i control dimensional n ILDiscipline deservite- Proiectare parametrizat n IL- Proiectarea tehnologica pe calculatorDurata medie de studiu individualParcurgereadectrestudeniaunitilordenvarealecursului(att aspectele teoretice ct i rezolvarea testelor de autoevaluare ) se poate face n2-3 ore pentru fiecare unitate.EvaluareaLa sfritul semestrului, fiecare student va primi o not, care va cuprinde:- un examen scris, cu bibliografia pe mas, ce va conine subiecte teoretice i practice din materia prezentat n cadrul acestui material (selectate cu precdere din cadrul temelorefectuate n cadrul orelor de laborator i a celor de proiect ), examen ce va deine o pondere de 60% n nota final.- evaluarea activitilor de practice se face printr-un colocviu care contribuie cu un procent de 20% la nota final.- tema de cas contribuie cu un procent de 20% la nota final.3CuprinsIntroducere .............................................................................................................................1Chestionar evaluare prerechizite.............................................................................................8Unitatea de nvare 1. Produse finite din lemn. Ferestre din lemn. Perspective. Terminologie i clasificare ...........................................................................................................................91.1. Introducere...................................................................................................................91.2. Competene..................................................................................................................91.3. Clasificarea produselor finite din lemn.......................................................................101.4. Elemente generale privind ferestrele din lemn............................................................101.5. Materii prime i materiale utilizate la fabricarea ferestrelor. .......................................111.6. Funciile ferestrelor- prezentare general....................................................................111.7. Tendine actuale n fabricarea ferestrelor....................................................................121.8. Terminologie .............................................................................................................171.9. Clasificarea ferestrelor ...............................................................................................201.10. Rezumat...................................................................................................................251.11. Test de autoevaluare a cunotinelor.........................................................................26Unitatea de nvare 2. Funciile ferestrelor. 1.Funcia de iluminare natural a ferestrelor. ....272.1. Introducere.................................................................................................................272.2. Competene................................................................................................................272.3. Funciile ferestrelor....................................................................................................282.4. Funcia de asigurare a iluminrii naturale...................................................................282.5. Determinarea coeficientului de iluminare natural, e..................................................302.6. Metodologia de proiectare a ferestrelor din condiia de iluminare natural a spaiilor interioare ..........................................................................................................................422.7. S ne reamintim... ......................................................................................................452.8. Rezumat.....................................................................................................................472.9. Test de autoevaluare a cunotinelor...........................................................................48Unitatea de nvare 3. Funciile ferestrelor. 2.Funcia de izolare termic a ferestrelor ..........493.1. Introducere.................................................................................................................503.2. Competene................................................................................................................503.3. Funciile ferestrelor....................................................................................................503.4. Funcia de izolare termic a ferestrelor. Condiii generale ale transferului de cldur prin ferestre ......................................................................................................................513.5. Pierderile de cldur prin elementele de structur ale ferestrelor ................................523.6. Pierderea de cldur prin aerul schimbat cu exteriorul................................................573.7. Condiii i soluii tehnice de cretere a capacitii de izolare termic a ferestrelor.......5843.7.1. Soluii tehnice de cretere a capacitii de izolare termic a ferestrelor prin montarea mai multor rnduri de geamuri cu sau fr garnituri de etanare pe circumferina falurilor de nchidere. Exemple ......................................................................................................593.7.2. Soluii tehnice de cretere a capacitii de izolare termic prin diminuarea sau eliminarea fantelor prin care se poate infiltra aerul rece ....................................................663.8. Rezumat.....................................................................................................................723.9. Test de autoevaluare a cunotinelor...........................................................................73Unitatea de nvare 4. Funciile ferestrelor. 3.Funcia de izolare fonic a ferestrelor. 4. Funcia de protecie a spaiilor interioare ..............................................................................754.1. Introducere.................................................................................................................754.2. Competene................................................................................................................754.3. Funciile ferestrelor....................................................................................................764.4. Funcia de izolare fonic a ferestrelor.........................................................................764.5. Funcia de protecie a spaiilor interioare....................................................................824.6. Rezumat.....................................................................................................................844.8. Test de autoevaluare a cunotinelor...........................................................................86Unitatea de nvare 5. Testarea calitiiferestrelor. Testarea materialului lemnos. Testarea calitii execuiei. Testarea ferestrelor la solicitri mecanice. ................................................875.1. Introducere.................................................................................................................885.2. Competenele unitii de nvare ...............................................................................885.3. Testarea calitii ferestrelor ........................................................................................895.4.Testarea materialului lemnos.......................................................................................895.4.1. Testarea calitii materialului lemnos ......................................................................905.4.2. Testarea umiditii materialului lemnos...................................................................905.5. Testarea calitii execuiei ..........................................................................................915.5.1. Verificarea calitii execuiei mbinrilor ................................................................915.5.2. Verificarea consolidrii cercevelelor .......................................................................915.5.3. Verificarea dimensiunilor........................................................................................925.5.4. Verificarea planitii ramelor...................................................................................935.5.5. Verificarea rectangularitii ramelor........................................................................955.5.6. Verificarea calitii suprafeelor ..............................................................................965.6. Testarea ferestrelor la solicitri mecanice...................................................................965.6.1. ncercarea rezistenei la aciunea vntului................................................................975.6.2. ncercarea la smulgerea cremonului ........................................................................975.6.3. Rezistena ramei n plan vertical..............................................................................985.6.4. ncercarea ferestrelor la smulgerea balamalelor .......................................................995.6.5. ncercarea ferestrelor la nchideri-deschideri repetate............................................1005.7. S ne reamintim... ....................................................................................................1005.8. Rezumat...................................................................................................................1015.9. Test de autoevaluare a cunotinelor.........................................................................1045Unitatea de nvare 6. Testarea calitiiferestrelor. Testarea ferestrelor la permeabilitatea aerului. Testarea ferestrelor la permeabilitatea apei din averse.Testarea capacitii de atenuare fonic a ferestrelor. Testarea rezistenei ferestrelor la transfer termic. ...................1056.1. Introducere...............................................................................................................1056.2. Competenele unitii de nvare .............................................................................1066.3. Testarea ferestrelor la permeabilitatea aerului.( SR EN 1026:2001)..........................1066.4. Testarea ferestrelor la permeabilitatea apei din averse..............................................1146.5. Testarea capacitii de atenuare fonic a ferestrelor..................................................1146.6. Testarea rezistenei ferestrelor la transfer termic ......................................................1216.8. S ne reamintim... ....................................................................................................1236.9. Rezumat...................................................................................................................1236.10. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................125Unitatea de nvare 7. Debitarea lemnului masiv n vederea obinerii elementelor din structura uilor i ferestrelor. ..............................................................................................1267.1. Introducere...............................................................................................................1267.2. Competenele unitii de nvare .............................................................................1267.3. Fabricaia ferestrelor ................................................................................................1277.4. Procesarea ferestrelor...............................................................................................1297.4.1. Stabilirea dimeniunilor semifabricatelor utilizate la fabricarea ferestrelor..............1297.4.2. Realizarea elementelor de structur din lemn masiv ..............................................1337.5. Rezumat...................................................................................................................1477.6. Test de autoevaluare a cunotinelor.........................................................................148Unitatea de nvare 8. Prelucrarea la form i dimensiuni a elementelor din structura uilor i ferestrelor ...........................................................................................................................1498.1. Introducere...............................................................................................................1498.2. Competenele unitii de nvare .............................................................................1498.3. Prelucrarea la form i dimensiuni a elementelor din structura uilor i ferestrelor ...1508.4. Asamblarea elementelor i constituirea complexelor ................................................1648.5. Prelucrarea complexelor...........................................................................................1678.6.Rezumat....................................................................................................................1698.7. Test de autoevaluare a cunotinelor.........................................................................171Unitatea de nvare 9. Prelucrarea la form i dimensiuni a complexelor de tip ram, pentru ferestre. lefuirea i finisarea..............................................................................................1729.1. Introducere...............................................................................................................1729.2. Competenele unitii de nvare .............................................................................1729.3. lefuirea complexelor ..............................................................................................1739.4. Finisarea complexelor ..............................................................................................1769.5. Rezumat...................................................................................................................1829.6. Test de autoevaluare a cunotinelor.........................................................................183Unitatea de nvare 10. Ui. Clasificarea uilor. Funcionalitate. Funcii. ...........................184610.1. Introducere.............................................................................................................18410.2. Competenele unitii de nvare ...........................................................................18410.3. Elemente generale..................................................................................................18510.4. Direcii i perspective n fabricarea uilor...............................................................18610.5. Terminologie i clasificare .....................................................................................18810.6.Rezumat..................................................................................................................19510.7. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................197Unitatea de nvare 11. Ui cu structur ram cu tblie. Structur. Soluii constructive de realizare a structurii. Variante. Structuri de tblii. Soluii de fixare a tbliilor......................19811.1. Introducere.............................................................................................................19811.2. Competenele unitii de nvare ...........................................................................19811.3. Ui cu structur ram cu tblie. Structur. Soluii constructive de realizare a structurii. Variante. Structuri de tblii. Soluii de fixare a tbliilor. .................................................19911.6.Rezumat..................................................................................................................21811.7. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................219Unitatea de nvare 12. Relaia funcional u-toc. Soluii de nchidere i etanare. Tehnologie (schema bloc) de realizare a uilor cu ram cu tblie ........................................22012.1. Introducere.............................................................................................................22012.2. Competenele unitii de nvare ...........................................................................22012.3.1. Relaia funcional u-toc. Soluii de nchidere i etanare. Tehnologie (schema bloc) de realizare a uilor cu ram cu tblie.....................................................................22112.3.2. Fabricaia uilor cu structura ram cu tblie.........................................................22612.4.Rezumat..................................................................................................................22912.5. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................231Unitatea de nvare 13. Ui cu structur celular. Structuri. Soluii de realizare a structurilor (variante). Tehnologii (scheme bloc) de realizare a uilor celulare (variante) ......................23213.1. Introducere.............................................................................................................23213.2. Competenele unitii de nvare ...........................................................................23213.3. Ui cu structur celular. Structuri. Soluii de realizare a structurilor (variante). Tehnologii (scheme bloc) de realizare a uilor celulare (variante) ...................................23313.4. Fabricaia uilor cu structur celular .....................................................................24413.5.Rezumat..................................................................................................................25213.6. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................254Unitatea de nvare 14. Ui cu structur de tip coji structuri i materiale. Ui cu structuri pline structuri i materiale. Tehnologii specifice procesrii, domenii de utilizare. ............25514.1. Introducere.............................................................................................................25514.2. Competenele unitii de nvare ...........................................................................25514.3. Fabricarea uilor cu structuri alveolare...................................................................25614.4. Fabricarea uilor cu structur plin.........................................................................25814.5. Operaii tehnologice i organizare tehnologic .......................................................261714.5.Rezumat..................................................................................................................26914.6. Test de autoevaluare a cunotinelor.......................................................................271Bibliografie ........................................................................................................................2728Chestionar evaluare prerechizite1. Cum se haureaz lemnul masiv pe o seciune 1:5; 1:2; 1:1- longitudinal- transversal2. Cum se poziioneaz pe foaia de desen vederile i seciunile?3. Ce este un standard?4. Care specii lemnoase se folosesc la fabricarea uilor i ferestrelor5. Ce tipuri de mbinri cunoatei?6. Ce tipuri de mbinri se folosesc fabricarea usilor i ferestrelor7. Enumerai trei aplicaii software utilizabile de ctre un inginer n activitatea de proiectare.8. Evaluai propriile cunotine n:- soft de proiectare (1 slab, 5 foarte bine), (numii-l!)- Soft de redactare (1 slab, 5 foarte bine), (numii-l!)- Soft de calcul tabelar (1 slab, 5 foarte bine), (numii-l!)- Soft de programare (1 slab, 5 foarte bine), (numii-l!)9Unitatea de nvare 1. Produse finite din lemn. Ferestre din lemn.Perspective. Terminologie i clasificareCuprinsUnitatea de nvare 1. Produse finite din lemn. Ferestre din lemn. Perspective. Terminologie i clasificare ...........................................................................................................................91.1. Introducere ......................................................................................................................91.2. Competene .....................................................................................................................91.3. Clasificarea produselor finite din lemn...........................................................................101.4. Elemente generale privind ferestrele din lemn................................................................101.5. Materii prime i materiale utilizate la fabricarea ferestrelor. ...........................................111.6. Funciile ferestrelor- prezentare general .......................................................................111.7. Tendine actuale n fabricarea ferestrelor .......................................................................121.8. Terminologie .................................................................................................................171.9. Clasificarea ferestrelor ...................................................................................................201.10. Rezumat ......................................................................................................................251.11. Test de autoevaluare a cunotinelor.............................................................................261.1. IntroducereFerestrelesuntprodusedinlemndestinateconstruciilor.Pentruaputea proiectaofereastreste necesarcunoaterea termenilorcedefinescacestprodus iclasificareaacestora. Materiiprimeimaterialeutilizatelafabricarea ferestrelor.Funciileferestrelorprezentaregeneral.Tendineactualen fabricareaferestrelor.Metodeidireciidevalorificaresuperioaralemnuluila fabricarea ferestrelor. Terminologie. Clasificarea ferestrelor.1.2. CompeteneLa sfritul acestei uniti studenii vor fi capabili:- s foloseasc corect terminologia privind ferestrele- s aleag tipul de fereastr necesar n anumite condiii de exploatare- s cunoasc materiile prime necesare la fabricarea ferestrelor - s cunoasc tendinele i direciile de dezvoltare n domeniul ferestrelor din lemnDurata medie de parcurgere a primei uniti de nvare este de 2 ore.101.3. Clasificarea produselor finite din lemnProduselefinitedinlemnincludovarietatemaredeproduseindustriale,carepotfi clasificate n apte categorii, dup cum urmeaz:1. Ferestre din lemn- Elemente de proiectare- Tehnologii de execuie- Tehnici i metode de testare a produselor2. Ui din lemn - Structura uilor (din lemn masiv, celular, structur compus)- Testarea uilor- Tehnologia de execuie3. Ambalaje din lemn- Lzi din lemn structuri, metode de calcul, testri- Ambalaje de tip vas (butoaie)4.Elementeprefabricatedinlemnfolositenconstruciiipentrudecoraiuni interioare:- Pardoseli din lemn- Tipuri de pardoseli- Structuri de realizare- Modaliti de fixare- Tehnologia de execuie pentru parchet- Case prefabricate din lemn, perei din lemn, lambriuri,5. Instrumente muzicale6. Articole sportive7. Creioane, chibrituri, rechizite colare1.4. Elemente generale privind ferestrele din lemnFerestrelesuntprodusedinlemnialtematerialecareaudreptscopizolareai protejareaspaiilorinterioaredeintemperiiiasigurareaunuimicroclimatcarespermit desfurarea diverselor activiti umane.Dimensiunileiformeleferestreisuntalesenconcordancuformaidimensiunile construciei, i de activitile sociale care se desfoar. n majoritatea cazurilor, cerceveaua este executat independent de toc fixndu-se de acesta prin intermediul balamalelor sau elementelor de culisare, aa nct s se poat nchide ideschideprindiferiteprocedee,permindastfelaerisireaspaiilorinterioare,precumi aciviti de curire a sticlei. nunelesituaii,cerceveauapoateslipseasc,sticlafiindmontatdirectntoc (ferestrefixe),acesteafiindspecificeconstruciilorindustriale,agrozootehnice,saupentru 11ferestresituatengenerallanlimimarisaupesuprafetecuextinderemare(ex.pereii exteriori ai halelor industriale, construciile publice sau de companii mari, bnci, etc).Ferestrelemobile,lacarecerceveauasepoatedeplasanraportcutoculdein ponderea maxim n fabricaia industrial a acestor produse.1.5. Materii prime i materiale utilizate la fabricarea ferestrelor.Lemnul, camaterie prim, utilizat n fabricaia ferestrelor a suferit n timp direcionri diferite spre o specie sau alta. Speciile lemnoase indigene care s-au impus n timp n fabricaia ferestrelor sunt:- .Mesteacan - Betula sp.- Jugastru - Acer campestre L.- Artar tatarasc - Acer tataricum L.- Ulm - Ulmus sp.- Frasin - Fraxinus excelsior L.- Stejar - Querqus robur R.- Duglas - Pseudotsuga menziesii- Larice (Zada) - Larix decidua Mill.- Pin negru - Pinus nigra Arn.- Pin sivestru - Pinus sylvestris L.- Brad - Abies alba Mill.- Molid - Picea abies L.nlumemaisuntutilizate,pentrufabricaiaferestrelor,multedinspeciileexotice,n specialcelecudensitatemicimedie(=0,6g/cm3).nultimultimp,anceputsfie utilizat (la exterior) i lemnul de nuc (Juglans regia) i cel de paltin (Acer platanoides). Peste straturile interioare seutilizeaz n general lemnul de rinoase, iar n ultimul timp s-a trecut la utilizarea lemnului de plop, salcie i arin. 1.6. Funciile ferestrelor- prezentare general1.Iluminareanaturalaspaiilorinterioare-princarefereastraasiguroanumit intensitateluminoasndiversepunctealespaiuluiinterior,nfunciedetipulactivitii umane care se desfoar.Aceastanseamncsuprafaavitralprincareptrundeluminaiimplicit suprafaa ferestrelor depinde de mai muli factori:- tipul activitii umane desfurate n interior (conf. STAS);- orientarea cldirii n raport cu punctele cardinale;- forma i natura reliefului exterior;- poziia pe vertical i corelarea cu relieful;- realizarea esteticii cldirilor- dimensionareaiamenajareainterioarelortrebuiessefacastfelnctssepoat valorifica o perioad ct mai mare lumina natural;122. Izolarea termic a spaiilor interioare- pentru zonele geografice n care : T = Tmax.var- Tmax.iarn>30oC- Pentru zonele n care T30oC,sepuneproblemarealizriiunuitransfer termicdecldurattprinsuprafaavitralct iprinparteamobilaferestreicerceveauaiparteafix-tocul.nacestezonetrebuiesserealizezeoptimizarea dimensiunilor ferestrei din analiza cumulat a primelor dou funcii ale ferestrelor.Aceste optimizri s-au rezolvat tehnic prin:- structura special a geamurilor care au caracteristici superioarede transfer termic, - introducerea sistemelor de etanare la limita de separaie dintre cercevea i toc.3.Izolarefonic-ferestreletrebuiesasigureodiminuareazgomotelorexterioare provenite de la diverse surse: autostrzi, strzi cu trafic intens, surse de zgomot industrial;Izolareafonicpresupunetratareaferestrelorcafiindunpanoucarepoates amortizezesausamplificezgomoteleexterioare,ajungndpnlafenomenulde rezonan.Izolareafonicconstituieunelementdeproiectaredecaretrebuieinutcontdoar pentru spaiile interioare aflate n imediata apropiere a surselor de zgomot.Pentruprimele3funciialeferestrelor,nfiadecalitateaprodusuluisevornscrie urmtorii parametri:- coeficientul de pierdere de intensitate luminoas;- coeficientul de transfer termic;- coeficientul de atenuare fonic;4. Protecie mpotriva intemperiilor:- Proteciampotrivaapeidinaversepresupuneunanumitgraddeetanarea ferestrelori o anumitform aprofilelor prin caressepoat colectai evacuaapa din ploi i condens;- Proteciampotrivacurenilordeaer(ainfiltrriiaeruluisubinfluenapresiunii exterioare) trebuie s nu permit crearea de cureni n spaiile interioare, cureni care pot afecta sntatea fiinei umane.5.Asigurareaigienizriispaiilorinterioare arenvederecapacitateaferestrelor de a realiza controlat un schimb de aer cu exteriorul prin care s se asigure cantitatea necesar de oxygen (O2), pentru o anumit durat de timp.Dinacestmotiv,ferestreletrebuiesfieprevzutecufantetehnologicecares permit schimbul de aer fr crearea de cureni.1.7. Tendine actuale n fabricarea ferestrelorDireciilepracticatenfabricaiaferestreloraufostdeterminatentimpdeevoluia industriilor materialelor de construcii i a produselor industriei chimice, simultan cu evoluia tehnologiilor de obinerea acestormateriale, aa nct s le fac accesibile i compatibile cu 13lemnul, att din punct de vedere al proprietilor fizice, ct i al comportrii n timp, precum i din punct de vedere al preului.Lansareapepiaamaterialelordeconstruciiaprofilelordinoelsaualuminiu,a profilelordinmaseplasticeidinspumepoliuretanicerigideadeterminatpefabricaniide ferestre s ia n considerare aceste produse ca o alternativ posibil, att prin utilizarea direct i exclusiv, ct i n diferite combinaii cu lemnul.Ferestrele,caprodusedinlemn,asociateconstruciilordeoricefel,reprezintun domeniuindustrialbinedefinit,demareimportaniindispensabil,domeniuimportantn industria de prelucrare a lemnului din orice ar.Pn n 1989 producia de ferestredin lemn a reprezentat un segment important fiind impulsionatderitmulivolumulconstruciilordetipblocimpuseprinpoliticanaionala Romniei.S-aajunscaprinsistemulderestrngerealtipurilordeconstruciidetipbloc, conceputeirealizate,caiprinintroducereasistemuluimodulardedefinireagolurilordinconstrucii(pentruuiiferestre),nRomniaproduciadeferestresfiestandardizatca dimensiuniiformeconstructive,mrginndu-selaferestreledeformedreptunghiularesau ptrate.Restrngerileconstruciilordindomeniulprivataduslarestrngereafanteziei proiectanilor i arhitecilor i implicit a reducerii gamei formelor i dimensiunilor ferestrelor.nbazaacesteiobservaii,nRomnias-aajuns,naniidepnn1989,sse specializeze mari uniti economice numai pe fabricaia ferestrelor, n regim de mare serie sau chiar de mas, folosind n exclusivitate lemnul de molid.IntrareaRomnieintr-unaltsistemeconomic,ncepndcuanul1990,aavutdrept efect urmtoarele:- cderea brusc a produciei de ferestre ca urmare a opririi totale a construciilor de tip bloc;- apariia unor societi mici, flexibile (dar fr experien) care produceau n regim de prototip i la un nivel calitativ sczut;- a nceput construcia de locuine particulare de tip vil, cu o diversitate de forme i dimensiunicareaimpus trecereade laferestrele cuforme simplesprecelecu forme complexe corelate cu arhitectura general a casei;- apariiaunorsocieticomercialecares-auspecializatpefabricaiaferestrelorcu structura din profile de aluminiu i mase plastice, prin transfer de tehnologie din toat lumea (n special din U.E.);- creterea ponderii geamului TERMOPAN n structura ferestrelor i trecerea masiv de la ferestrele duble spre cele simple (dar echipate cu TERMOPAN), prin schimbarea conceptuluidefereastrprinlansarealanceputdoarcamod(cnddefaptse utilizaugeamuridublefixatepediverserame),iarapoicontientizndu-senrndul populaiei efectele termice i fonice ale geamurilor TERMOPAN;14- apariiaunorsocieticomercialeproductoaredegeamTERMOPAN(caredefapt estegeamdublusaumultistrat,nevidatsauumplutcugazeinertecumartrebuis fie).naceastconjunctur,produciadeferestreanceputdinnoussedezvolte,n sistemeparaleleintr-orealconcuren,ferestreledinlemn(echipatecugeam TERMOPAN)rmnndninteresulconstruciilorparticulare(datoritesteticiiipreului), iarferestreledinprofiledealuminiuimaseplasticeocupnddomeniulconstruciilor administrative i socio-culturale.Datelestatistice aleproduselor dinlemn aupierdut ferestreledin lemndinanalize, ele aprnd firav din nou la export ncepnd cu anul 1995 i ajungnd n 1999 la un volum al exportului de 900.000 m2 (ui i ferestre din lemn) iar n anul 2000 la aproximativ 750.000 m2(uiiferestredinlemn),aacumrezultdindateleAsociaieiProductorilordeMobil din Romnia.ncepnd cu anul2001 dinamicas-a modificat, acesteproduse fiind din nou cuprinse nprogramelestrategicededezvoltarealeindustrieilemnuluidinRomnia(pnn2010), intenionndu-seocretereavolumuluiproducieidinacestsectorcupeste170%,iara volumului exportului cu peste 200%, fa de anul 2001.n general, principalele direcii i obiective aflate permanent n atenia fabricanilor de ferestre, pot i considerate urmtoarele:a) reducereaconsumuluidelemnmasiv,poateficonsideratcaotendingeneraln fabricareaferestrelor,putndfirealizatprinmaimulteaciuni,dintrecarepotfi enumerate:- utilizarea tocurilor n structur compus (lemn masiv n combinaie cu semifabricatele pe baz de lemn-PAL, PAF);- utilizareatocurilordinprofilemetalice(oel,aluminiu),maseplasticesauspume poliuretanicerigide-armatecufibredesticl,saualtematerialecarepotndeplini condiiile de fixare i susinere a cercevelelor;- utilizareacercevelelordinprofilemetalice(oel,aluminiu),maseplastice,spume poliuretanicerigde-armate,etc.,acoperitecufoliidinmaseplastice,saufinisatecu materiale peliculogene compatibile;- utilizarea structurilor compuse: lemn metal; lemn mase plastice; lemn spume poliuretanice rigide;- dimensionarea corect a elementelor de structur i efectuarea testelor de laborator, n funciededimensiunileferestrelor,structuraisoluiileconstructiveutilizate,tipul mbinrilor utilizate, speciile lemnoase utilizate n structur, etc;- trecereadelaferestrecumaimulternduridecercevele(duble)laferestrecuun singurrnddecercevele(simple),prinutilizareasticleispecialecaracterizatprin capacitate ridicat de izolare termic;15b) valorificarealemnuluidemicidimensiuni(lemnrezultatcaresturidefabricaiedin altesectoarecherestele,mobil,ambalaje,construcii,etc.)utilizndu-sediferite procedee:- prin folosirea structurilor lamelare, utilizabile la execuia elementelor componente ale tocurilor;- utilizareaelementelorobinuteprinnndirenlungimeabucilordelemndemici dimensiuniattpentruconstruciatocurilor,ctiacercevelelor,careurmeazafi finisate opac);- utilizareaelementelorobinuteprinnndirenlungimeilimeabucilordelemn demicidimensiuni(obinereaunorpanouridinlemnmasivdincaresedebiteaz elementele din structura tocurilor i cercevelelor), care urmeaz a fi finisate opac;- utilizareaelementelorstratificate(dinfurniresaufurnireialtemateriale),pentru construcia tocurilor i cercevelelor, care urmeaz a fi finisate transparent sau opac);c) valorificarea lemnului speciilor repede cresctoare, are n vedere dezvoltarea bazei de materii prime pentru acest domeniu de activitate, n general mare consumastor de lemn masiv. La noi n ar se are n vedere utilizarea lemnului de plop direct sau acoperit de foliideP.V.C.,nalteri(ecuatoriale)avndu-senvederevalorificareaspeciilor lemnoase cu cele mai mari creteri anuale;d) cretereafuncionalitiiferestrelor,urmrindu-seprinaceastarezolvareamaimultor elemente importante, cum ar fi:- asigurarea interschimbabilitii totale, n cazul fabricaiei n sistem industrial lotizat caracterizatprintr-oproduciedeseriemijlocie,maresaudemas.Aceastapoatefi realizat prin punerea la punct a sistemei de maini, a preciziei de execuie i control;- asigurareanchiderilordeschideriloruoarepeoduratdetimpctmaimare,care poatefirealizatprintr-oexecuieimontarecorect,curespectareaabaterilor dimensionale de form i poziie a elementelor i complexelor, simultan cu utilizarea accesoriilor care s menin n timp poziia relativ dintre cercevea i toc;- asigurarea unei etanri corespunztoare, prin respectarea jocurilor minime i maxime lamontajulcercevelelorntoc,elementeverificateiinutesubcontrolprintestede laborator;- asigurareajocurilorminimeimaximeadmise,simultancuutilizareasticlelorcu structurspecialiaunorprofiledenchidereadecvateprecumiprinutilizarea sistemelor elastice (garnituri) de etanare;- pstrarea formei n timp a cercevelelor, printr-o corect dimensionare a mbinrilor i elementelordestructur,printestedelaboratorefectuatenfazaderealizarea prototipului;- posibilitatea ntreinerii uoare (tergere, vopsire, nlocuire accesorii, etc.);e) cretereaesteticiiferestrelor,trebuiesfiepermanentnateniafabricanilorde ferestre,acesteafiinddefaptprimulelement(deimpact)alomuluicuprodusul.n general,fereastraprinform,dimensiune,proporientrenlimeilime,culoare, 16etc.,vinescompletezefaadacldiriiinacelaitimpscompletezedecorulde interior (alturi de mobil i alte elementede decoraiuni interioare).n zilele noastre ferestrele nu mai pot fi concepute doar prin lumina standardelor ci ele trebuie fcute ntr-ocorelaietotal cuarhitecturaconstruciilorcareseaflpeplanet,saunumai caidee.Sepoatespunecacestaspectestecelmaidinamicideaceeacelmai importantdeluatnseam.Oexcepieoconstituieferestrelefcutelacomand (numai pentru o cas sau o construcie) limitate ca numr, deci executabile n regim de unicatsauseriemic pentrucaretrebuientocmit documentaie tehnic adecvat,n vederea respectrii condiiilor anterior amintite. Deci ca direcii importante de cretere a esteticii ferestrelor s-ar putea enumera:- realizarea unei proporii dimensionale i a formei plcute i adecvate;- ntocmirea documentaiei tehnice n corelaie cu dimensiunile i forma arhitectural a construciei i cu stilul arhitectural utilizat;- utilizarea tipurilor de mbinri care creaz efecte artistice complementare;- utilizarea culorii adecvate (naturale sau artificiale) raportat la culoarea construciei i n combinaie cu culoarea sticlei;- utilizareacorectamaterialelordeacoperire(transparentesauopace)dinpunctde vedere al comportrii n timp, etc.f) tehnologizareaproduselor,urmrindu-seprinaceastaexecuiaintegralnsistem mecanizat pe maini unelte de nalt tehnicitate, precizie i productivitate saupe linii de fabricaie specializate,cu un naltnivel de productivitate. Aceasta se poaterealiza prin mai multe aciuni:- proiectareatipodimensionalpefamiliideproduselacareelementelecomponente sunt modulate;- utilizarea de soluii constructive simple, n general mbinri la 900 sau 450;- proiectareacorectatehnologieidefabricaie,ncorelaiecusistemademaini existent;- pregtirea semifabricatelor n sistem modular, multiplu dimensional.Direciileprezentate,referitoarelafabricareaferestrelor,trebuiesaibnvederei perspectivacesepoateanticipanacestdomeniu,aanctatuncicndpiaavacereun anumit tip de produs, fabricaia s-l poat oferi ntr-un termen ct mai scurt.Perspectiva n domeniul fabricaiei ferestrelor se anun destul de optimist, din punctdevederealferestrelordinlemn,avndu-semereunvedereconcurenaaltormaterialede construcii (metal, mase plastice, poliuretan rigid-armat, etc.).n general lemnul prezint o serie de avantaje n raport cu celelalte materiale, i anume:- este un material regenerabil;- se prelucreaz uor, cu un consum mic de energie;- n prelucrarenu necesit tehnologii i sisteme de maini complicate, energointensive, etc.- este un foarte bun izolator termic, fonic i electric;17- se preteaz la soluii simple de mbinare i nndire;- se preteaz la prelucrri complexe ca form i dimensiuni;- i modific puin dimensiunile la diferene de temperatur.Lemnul prezint i o serie de dezavantaje, dintre care cele mai importante ar fi:- este un material biodegradabil, necesitnd tratamente de antiseptizare;- esteunmaterialcareardeuorintreinearderea,necesitndtratamentede ignifugare;- i modific dimensiunile la diferene de umiditate, necesitnd operaiide acoperire cu pelicule de protece.Avantajeleidezavantajeleprezentateaumeninutntimplemnulcaprincipalul material utilizat n construcia ferestrelor.La nivel mondial, ferestrele executate din lemn ocup un procent maxim (aproximativ 80%), cele din profile metalice situndu-se pe locul al doilea (10-15%), iar cele care utilizeaz materialele plastice i spumele poliuretanice rigide-armate se situeaz pe ultimul loc (5-10%). n general,pentru construciile civile (consumatorul cel mai important de ferestre), ferestrele din lemn sunt cele cu utilizare maxim (95-98%).Aceaststatisticlasclardenelescferestrelermnncontinuareunprodusde mare importan al industriei de prelucrare a lemnului.Cercetrileexperimentaleaudemonstratcferestreledinlemnexecutatecorectsunt net superioare ca funcionalitate i caracteristici celor realizate din alte tipuri de materiale.Dinpunctdevederealpreurilor,ferestreledinlemnaurmastottimpulcelemai avantajoase, motiv care le-a meninut permanent n fruntea competiiei.Tendineleactualeideperspectivaunvederemodificridestructurprin introducereaunorsoluiiconstructiveimaterialenoi,deetanare,precumiregndirea accesoriilordefixare,nchidereiblocare.Deasemenea,searenvederedezvoltarea activitiidecercetarenacestdomeniuprinnfiinareaiechipareaunorlaboratoarede testareaferestrelornfunciede:beneficiar,domeniudeutilizare,loculdeamplasare,zona geografic, etc.1.8. TerminologieFereastra se compune din dou complexe: cerceveaua i tocul. Ambele complexe sunt structuri de tip ram, dispuse n plan vertical, constituite din montani (laterali i intermediari) i traverse (superioare, inferioare i intermediare).Elementele principale de structur ale ferestrelor sunt prezentate n figura 1.181. montant lateral toc;2. travers superioar toc;3. travers inferioar toc;4. travers intermediar toc;5. montant intermediar inferior; 6. montant intermediar superior;7. elemente de fixare n construcie;8. montant cercevea supralumin;9. treverse cercevea supralumin;10. ipc de nchidere supralumin;11. montant cercevea;12. travers cercevea;13. ipc nchidere;14. accesorii de nchidere (cremon);15. accesorii de nchidere (broscue);16. balamale;17. accesorii de blocare poziia nchis;18. construcia suportFig. 1 Structur i terminologie la ferestren afara montanilor i traverselor, ferestrele mai au n structur i alte elemente din lemn, cum ar fi:- glaful,elementrealizatdinlemnmasivsausemifabricatepebazdelemndispusla partea inferioar a tocului spre interiorul construciei;- lcrimarul,elementrealizatdinlemnmasivdestejar(curezistenbunlaatacul ciupercilorimucegaiului)dispuslaparteainferioaracerceveleisautocului,spre exteriorul construciei, cu rolul de a dirija apa din averse n afara planului ferestrei;- ipcidenchidere,executatedinlemnmasiv,dispusepemontaniicercevelelorla interiori/saulaexteriorulconstrucieinfunciedetipulferestreiimoduleide deschidere, cu rolul de a asigura o etanare suplimentar;- ipcideacoperire,executatedinlemnmasiv,dispusepemontaniicercevelelorla interiorul construciei, cu rolul de a asigura acoperirea parial sau total a accesoriilor de nchidere i blocare, n vederea mbuntirii esteticii produsului;19- pervazurile,suntipciprofilateexecutatedinlemnmasivcuroldeacoperirea rosturilorcepotaparentretocuriiconstrucie,curoldembuntireaesteticii produsului;- lcrimareledeconstruciesuntelementeexecutatedintablmetalicsaumas plastic fixatepe elementele deconstrucie nscopul dirijriiapei dineverse nafara planului exterior al pereilor;- elementedefixarenconstrucie,suntbucidinlemnmasiv,deformprismatic nglobate n construcie, n vederea fixrii tocului.nafaraacestorelementeprincipaledestructur,maipotfiutilizateipcidistaniere pentru sticl,ipci defixaresticl,ipci decorativede caroiajpentruspaiulvitral,etc.,n funcie de soluia constructiv i estetic abordat n proiectarea i execuia ferestrelor.S ne reamintim...Produselefinitedinlemnincludovarietatemaredeproduseindustriale, care pot fi clasificate n apte categorii: 1. Ferestre din lemn2. Ui din lemn 3. Ambalaje din lemn4.Elementeprefabricatedinlemn folositenconstruciiipentru decoraiuniinterioare:pardoseli,caseprefabricatedinlemn,pereidinlemn, lambriuri, etc.5. Instrumente muzicale6. Articole sportive7. Creioane, chibrituri, rechizite colareFerestrelesuntprodusedinlemndestinateconstruciilor,realizatecu structuridetipramncaresefixeazsticla.Fereastrasecompunedin dou complexe:cerceveauaitocul.Ambelecomplexesuntstructuridetipram, dispusenplanvertical,constituitedinmontani(lateraliiintermediari)i traverse (superioare, inferioare i intermediare).Perspectivandomeniulfabricaieiferestrelorseanundestulde optimist,dinpunctdevederealferestrelordinlemn,avndu-semereun vedereconcurenaaltormaterialedeconstrucii(metal,maseplastice, poliuretan rigid-armat, etc.).ngenerallemnulprezintoseriedeavantajenraportcucelelalte materiale, i anume:- este un material regenerabil;- se prelucreaz uor, cu un consum mic de energie;- nprelucrarenunecesittehnologiiisistemedemainicomplicate, energointensive, etc.20- este un foarte bun izolator termic, fonic i electric;- se preteaz la soluii simple de mbinare i nndire;- se preteaz la prelucrri complexe ca form i dimensiuni;- i modific puin dimensiunile la diferene de temperatur.1.9. Clasificarea ferestrelorClasificareaferestrelorsepoatefacedupmaimultecriterii,demonstrndu-seastfel marea diversitate constructiv i funcional a acestor produse:g) din punct de vedere al utilizrii, ferestrele se pot clasifica n:- ferestre pentru construcii civile;- ferestre pentru construcii industriale;- ferestre pentru construcii agrozootehnice;- ferestre pentru construcii socio-culturale;- ferestre speciale.h) dinpunctdevedereal materialuluiutilizatpentruexecuie,ferestrelesepotclasifica n:- ferestre executate din lemn masiv;- ferestreexecutatedinlemnmasivncombinaiecusemifabricatepebazdelemn (PAL, PAF, stratificate);- ferestre executate din profile metalice;- ferestre executate din profile din mase plastice;- ferestre executate din profile de poliuretan rigid-armat;- ferestreexecutatedinlemnmasivncombinaiecualtemateriale(profilemetalice, mase plastice, spume poliuretanice rigide-armate, etc.);i) din punct de vedere al modului de deschidere, ferestrele se pot clasifica n:- ferestre cu deschidere spre interior;- ferestre cu deschidere spre exterior;- ferestre cu deschidere alternativ (interior-exterior);j) dup numrul de rnduri de cercevele, ferestrele se pot clasifica n:- ferestre simple, cu un singur rnd de cercevele;- ferestre duble (cu dou rnduri de cercevele), cu deschidere independent sau cuplate;k) dupnumrulcanaturilor(cercevelelordispusenlungulferestrei),ferestrelesepot clasifica n:- ferestre cu un canat;- ferestre cu dou canaturi;- ferestre cu trei sau mai multe canaturi;l) dup modul de construcie pe vertical, ferestrele se pot clasifica n:21- ferestre fr supralumin (cu sau fr cercevea de aerisire);- ferestre cu supralumin (cu sau fr cercevea de aerisire);a) dup modul de funcionare (nchidere-deschidere), ferestrele se pot clasifica n:- ferestre fixe;- ferestre mobile:o pivotante (lateral sau central);o basculante (superior, inferior sau central);o culisante (orizontal sau vertical).m) dup tipul sticlei utilizate, ferestrele se pot clasifica n:- ferestre cu sticl tras, obinuit;- ferestre cu sticl termoizolant;- ferestre cu sticl simpl combinat cu sticl termoizolant.n) dup modul de reglare a condiiilor de iluminare natural a interioarelor, ferestrele se pot clasifica n:- ferestre neprotejate;- ferestre protejate (cu obloane, rulouri, jaluzele)Schematic,s-aprezentatnfigura2diversitateafuncionalaferestrelor,undese regsesc majoritatea tipurilor rezultate din clasificarea prezentat.Tendineleactualenconstruciilecivile(detipvil)aunvederevalorificarea formelor ferestrelor ca element complementar la arhitectura general a construciilor. Pe lng form,dimensiunilevinsrealizezeproporiandecorareafaadelor,aanctspoat ndepliniroluldembuntireaesteticiiconstruciei,simultancundeplinireafunciilor importantedeiluminarenaturalaspaiilorinterioareideprotecienrelaiacumediul exterior.nfigurile3i4s-auprezentatdiferiteformeconstructivedeferestre,formei dimensiuni care trebuie correlate de proiectant cu linia arhitectural a construciei i cu gradul de iluminare natural pe care trebuie s-l realizeze n spaiile interioare.22Fig. 2 Clasificarea funcional i structural a ferestrelora, a, a ferestre simple cu deschidere spre exterior cu unul, dou i trei canaturi;b, b, b ferestre simple cu deschidere spre interior cu unul, dou i trei canaturi;c, c, c ferestre duble cu deschidere independent alternativ, cu unul, dou i trei canaturid, d, d ferestre duble cu deschidere independent spre interior, cu unul, dou i trei canaturi;e, e,e ferestre duble cu deschidere independent spre exterior, cu unul, dou i trei canaturi.f,f, f ferestre duble cuplate cu deschidere spre interior, cu unul, dou i trei canaturi;g, g, g ferestre culisante n plan orizontal, cu unul, dou i trei canaturi;23h ferestre culisante n plan vertical amplasate la interior; i ferestre culisante n plan vertical amplasate la exterior; j, k, l, m ferestre basculante; n, o ferestre pivotante n plan orizontal

p ferestre turnante (pivotante n plan vertical);r ferestre pliante.24Exemplu 1Fig. 3 Forme arhitecturale de ferestre cu unul sau mai multe canaturiExemplu 2Fig. 4 Forme de ferestre cu dou canaturi cu supralumin fix i mobilDiversitateaformelorconstructivealeferestrelor,depindedediversitateastilurilor arhitectoniceutilizatenconstrucii,avndu-senvederecfereastratrebuiesparticipela 25realizareaicompletareaesteticiiconstrucieiidecitrebuiessesupunlinieidecorative generale. n construciile civile, formele i dimensiunile ferestrelor pot fi diferite de la o cas la alta, avndu-se n vedere imaginaia arhitectului care concepe construcia i implicit forma i dimensiunileferestrelornideearealizriiuneiproporiiesteticeafaadeloriinterioarelor cldirilor.n construciile urbane de tip bloc s-a realizat o tipizare dimensional a ferestrelor ntr-ocorelaiearhitecturalcudimensiunilespaiilordelocuitspecificeacestortipuride construcii.Nu totdeauna aceast corelaie aavut nvedere arhitecturafaadelor i realizarea funciunilor ferestrelor raportate la spaiile interioare. S ne reamintim...Principalele criterii de clasificare ale ferestrelor sunt:a) din punct de vedere al utilizriib) din punct de vedere al materialului utilizat pentru execuiec) din punct de vedere al modului de deschidered) dup numrul de rnduri de cercevelee) dup numrul canaturilor (cercevelelor dispuse n lungul ferestrei),f) dup modul de construcie pe verticalg) dup modul de funcionare (nchidere-deschidere),h) dup tipul sticlei utilizatei) dup modul de reglare a condiiilor de iluminare natural a interioarelor1.10. Rezumat Ferestrelesuntprodusedinlemnialtematerialecareaudreptscop izolareaiprotejareaspaiilorinterioaredeintemperiiiasigurareaunui microclimat care s permit desfurarea diverselor activiti umane. Materii prime i materiale folosite la fabricarea ferestrelor. Funciile ferestrelor-iluminare natural, izolare termic, izolare fonic, protecie mpotriva intemperiilor i asigurarea igienizrii spaiilor interioare. Direciilepracticatenfabricaiaferestreloraufostdeterminaten timpdeevoluiaindustriilormaterialelordeconstruciiiaproduselor industrieichimice,simultancuevoluiatehnologiilordeobinereaacestor materiale,Principalelecategoriideprodusefinitesunt:ferestredinlemn,ui din lemn, pardoseli din lemn, ambalaje din lemn, instrumente muzicale Direciileprezentate,referitoarelafabricareaferestrelor,trebuies aibnvedereiperspectivacesepoateanticipanacestdomeniu,aanct atuncicndpiaavacereunanumittipdeprodus,fabricaias-lpoatoferi ntr-un termen ct mai scurt.26 Perspectivandomeniulfabricaieiferestrelorseanundestulde optimist,dinpunctdevederealferestrelordinlemn,avndu-semereun vedereconcurenaaltormaterialedeconstrucii(metal,maseplastice, poliuretanrigid-armat,etc.)tocmaipentrufaptulclemnulprezinttotuio serie de avantaje n raport cu celelalte materiale. Fereastrasecompunedindoucomplexe:cerceveauaitocul. Ambele complexe sunt structuri de tip ram, dispuse n plan vertical, constituite dinmontani(lateraliiintermediari)itraverse(superioare,inferioarei intermediare).n afara montanilor i traverselor, ferestrelemai au n structur i alte elemente din lemn, cum ar fi: glaful, lcrimarul, ipci de nchidere, ipci de acoperire, pervazuri, lcrimarele, elemente de fixare n construcie. Clasificareaferestrelorsepoatefacedupmaimultecriterii, demonstrndu-seastfelmareadiversitateconstructivifuncionalaacestor produse.1.11. Test de autoevaluare a cunotinelor1. Prezentai clasificarea produselor finite din lemn.2. Definii noiunea de fereastr din lemn3. Prezentai principalele materii prime folosite la fabricarea ferestrelor4. Enumarai funciile ferestrelor5. Care sunt tendinele n ceea ce privete dezvoltarea produciei de ferestre din lemn6. Definii structura de baz unei ferestre.7. Desenai o fereastr ntr-un singur canat8. Prezentai criteriile de clasificare a ferestrelor din lemn.Prezentai clasificarea ferestrelorRspunsuri1, 2 - (1.3), 3 - (1.4, 1.5), 4 - (1.6), 5 (1.7), 6 (1.8), 7-(1.8), 8 (1.9),27Unitatea de nvare 2. Funciile ferestrelor. 1.Funcia de iluminare natural a ferestrelor.CuprinsUnitatea de nvare 2. Funciile ferestrelor. 1.Funcia de iluminare natural a ferestrelor. ....272.1. Introducere ....................................................................................................................272.2. Competene ...................................................................................................................272.3. Funciile ferestrelor........................................................................................................282.4. Funcia de asigurare a iluminrii naturale.......................................................................282.5. Determinarea coeficientului de iluminare natural, e......................................................302.6. Metodologia de proiectare a ferestrelor din condiia de iluminare natural a spaiilor interioare ..............................................................................................................................422.7. S ne reamintim... ..........................................................................................................452.8. Rezumat ........................................................................................................................472.9. Test de autoevaluare a cunotinelor...............................................................................482.1. IntroducereFerestrelendeplinescfunciiimportantencadrulconstruciilordeorice fel.Destinaiacldiriiimpunengeneralfunciiledominante(prioritare)ale ferestrelor, acestea fiind luate ca baz n proiectarea ferestrelor respective. Funcia deiluminarenaturalaferestrelor,esteunadintrecelemaiimportantefunciipe lngcea de izolare termic.2.2. CompeteneLa sfritul acestei uniti studenii vor fi capabili:- s identifice funciile ferestrelor luate ca baz la destinaia cldirii unde vor fi folosite- sidentificeisaplicesoluiiledecretereafuncieideiluminare natural, innd cont de factorii de influen asupra acesteia- saplicealgoritmuldeproiectareaferestrelordincondiiadeasigurareailuminrii naturale-Durata medie de parcurgere a primei uniti de nvare este de 2 ore.282.3. Funciile ferestrelorFerestrele ndeplinesc funcii importante n cadrul construciilor de orice fel. Destinaia cldirii impune n general funciile dominante (prioritare) ale ferestrelor, acestea fiind luate ca baz n proiectarea ferestrelor respective.Principalele funcii pe care trebuie s le ndeplineasc ferestrele sunt:- asigurarea iluminrii naturale a spaiilor interioare, pe perioada zilei astronomice;- asigurarea izolaiei termice a spaiilor interioare, pe perioada anotimpului rece;- asigurareaizolaieifoniceaspaiilorinterioare,nzonelecupoluarefonicsaun perioadelezileilacarezgomoteleexterioarepotconturbaactivitiledinspaiile interioare;- asigurareaprotecieispaiilorinterioarempotrivaintemperiilor(averse,cureni aerieni, etc.);- participarea la realizarea esteticii arhitecturale a construciei.Funciileferestrelorsuntelementedemareimportannactivitateadeproiectare, lundu-senconsideraredifereniatnfunciede:destinaiaferestrei,dispunereancldire, factorii poluani externi, tipul de activitate desfurat n spaiul interior, etc.2.4. Funcia de asigurare a iluminrii naturale Fereastraestesinguraparteacldiriiprincareluminanaturalptrundenspaiile interioare,indiferentdeforma,dimensiuneaiamplasamentulei.Sepoatespuneastfelc aceastfuncieesteceamaiimportant,lundnconsiderarefaptulcfriluminarea spaiilor interioare, activitile umane pot fi blocate sau ngreunate.Porninddelaacestconsiderent,funcieideiluminarenatural,is-aacordatoatenie deosebit prin analizarea, interpretarea i rezolvarea factorilor de influen.nc din fazele de proiectare ale cldirilor trebuie s se aib n vedere destinaia lor, aa nct s se poat stabili nivelul intensitii luminoase necesare n spaiile interioare, nivel care se realizeaz printr-o proiectare corect a ferestrelor.Standardele n vigoare (STAS 6221-89 si SR 6221-1:1996) reglementeaz nivelul intensitii luminoase necesare n funcie de tipul de activitate uman desfurat, elemente prezentate n tabelul 1.29Tabelul 1Valorile iluminrii n funcie de tipul de activitate desfuratValoarea iluminriiCaracterul lucrrilor care se execut n ncpere iluminare lateraliluminarea de sus i combinat cu lateralvaloare minimvaloare recomandatvaloare medieE e E e E eCategoria de muncgradul de preciziedimensiunile obiectului de distingere, mmlx % lx % lx %ILucru de precizie deosebitdetalii sub 0,1 140 3,5 200 5 400 10II Lucru de mare preciziedetalii ntre 1,1 i 0,380 2,0 160 4 280 7III Lucru de preciziedetalii ntre 0,3 i 160 1,5 100 2,5 200 5IV Lucru de precizie micdetalii ntre 1 i 1040 1,0 80 2,0 120 3V Lucru brut detalii peste 10 20 0,5 32 0,8 80 2VILucrri care necesit supravegherea general a procesului de producie- 10 0,25 16 0,4 40 1Seconstatastfelcdimensionareaferestrelordinpunctdevederealasigurrii iluminriinaturaletrebuiesincontdetipuldeactivitatecaresevadesfuranspaiul interior pe care-l va deservi, constatndu-se diferene mari ale intensitii luminoase necesare.Proiectarea corect a ferestrelor trebuie s mai in cont i de alte elemente importante, cum ar fi:- poziialoculuidedesfurareaactivitii(nspaiulinteriorconsiderat)nraportcu fereastra;- tipuldemobiliercareechipeazinteriorul,precumitipuliculoareazugrvelii pereilor, etc;- poziia ferestrei fa de punctele cardinale;- perioada din zi n care se desfoar activitate n spaiul interior;- anotimpul i starea atmosferic dominant n zona de amplasare a cldirii;- forma, dimensiunile i dispunerea cldirilor din faa ferestrei, etc.;- zona geografic (latitudinea) n care este dispus cldirea, etc.;Teoretic,dacs-arinecontsimultandetoiacetifactori,proiectareaferestrelorar deveni un proces foarte complex i destul de greu de derulat. n plus ar apare i situaia n care laocldire,dimensiunileferestrelorsfiediferitepentrufiecaretipdespaiuinterior (dormitor,sufragerie,cameredelucru,etc.),avndu-senvedereactivitilediferitepentru care sunt destinate. Aceasta ar putea duce n majoritatea cazurilor la o rupere a echilibrului arhitectonic al cldirii.30nmajoritateacazurilor,dimensionareaferestrelorsefacepentruspaiulinteriorcare necesitintensitatealuminoasmaxim,urmndcalacelelaltespaiisseintervinprin elemente constructive de reglare a intensitii luminoase la nivelul necesar (perdele, jaluzele, rulouri, obloane, etc.).2.5. Determinarea coeficientului de iluminare natural, ePentru a se putea pune bazele teoretice ale proiectrii ferestrelor din punct de vedere al asigurriiintensitiiluminoasenecesares-aintrodustermenuldecoeficientdeiluminare natural:% 100EEeeM = (1)n care: Eeesteintensitatealuminoasexterioarcldirii(pentrucareseproiecteaz fereastra), stabilit ca valoare medie statistic, prin msurri pe perioada unui an calendaristic, exprimat n [Lux], [Luci].EM este intensitatea luminoas realizat (sau necesar a se realiza) ntr-un punct M considerat n spaiul interior, n care trebuie s se desfoare o anumit activitate uman (EMn conformitate cu datele din tabelul 1), exprimat n [Lux], [Luci].Decisepoatedefinicoeficientuldeiluminarenaturalcafiindprocentuldin intensitatealuminoasexterioarcareajungenpunctulM(dininteriorulspaiului),la trecerea prin fereastr.ValorileintensitiiluminoaseexterioareEe,suntstabilitepebazadeterminrilor statisticerezultateprinmsurriefectuatepeduratamaimultoranintoateanotimpurile. Acestea se gsesc sub form tabelarn literatura de specialitate.nfazadeproiectareaferestrelorsepornetedeladezideratulprincipal,adicdela realizareailuminriinaturalenecesareEM,nconformitatecuprevederileSTAS 6221-67.n acest caz se poate scrie:] Lux [100e EEeM=, (2)- relaie n care elementul necunoscut este coeficientul de iluminare natural e, care maipoatefidefiniticafiinduncoeficientglobaldepierdereaintensitiiluminii exterioarelatrecereaprinfereastr.Sepoateanticipacvaloareacoeficientuluide iluminarenaturaledepindedefoartemulifactori,careurmeazafiprezentain continuare.31Fig. 5 Studiul iluminrii naturale prin amplasarea punctului de lucru MPentru nceput se pornete de la faptul c n punctul M, considerat n spaiul interior, ajungmaimultecomponentealeluminiiexterioare(vezifig.5)participndlarealizarea coeficientului global:- razele directe 1, de la astrul solar sau de la bolta cereasc, care particip la realizarea coeficientului global cu componenta en;- razelecomponentealeluminiireflectate2,decorpurileexterioare,careparticipla realizarea coeficientului global cu componenta ere ;- razelecomponente aleluminiireflectate 3i2, de corpuriledin interiorul spaiului, care particip la realizarea coeficientului global cu componenta ire .n acest caz se poate scrie:ri re ne e e e + + =(3)Analiznd desenul din figura 5 se mai poate scrie: =n e re e; (4), r ) 1 ( e r ) e e ( ener nir + = + =n care:estecoeficientuldereflexie alcorpurilorexterioarecuvaloriprezentaten tabelul 2, n conformitate cu STAS 6221-67;r coeficientul de reflexie al corpurilor interioare, cu valori prezentate n tabelul 3, n conformitate cu STAS 6221/67.32Tabelul 2Valori informative ale coeficienilor de reflexie pentru diverse materiale sau suprafee exterioareNr. crt.Materialul sau suprafaaCoeficientul de reflexie 1 Zugrveal alb (nou) 0,802 Zugrveal alb (veche) 0,753 Zugrveal cenuie 0,254 Zugrveal crem 0,705 Zugrveal verde-deschis 0,576 Zugrveal verde-nchis 0,207 Zugrveal albastr-deschis 0,458 Zugrveal roz 0,429 Zugrveal roie 0,1610 Zugrveal brun 0,1611 Vopsitorie lac alb lucios 0,720,8012 Vopsitorie lac de aluminiu 0,5413 Plci marmur alb cu luciu 0,300,8014 Plci de marmur mat 0,500,7015 Sticl de geam transparent 0,1016 Sticl de geam mtuit cu nisip 0,110,1817 Sticl opac 0,150,2818 Stic stratificat pentru difuziune 0,300,6019 Plci de oel 0,2820 Hrtie desen alb 0,800,8521 Hrtie galben, verde sau albastr-deschis 0,600,7022 Hrtie albastr-mediu 0,350,4523 Hrtie albastr-nchis 0,050,1024 Hrtie cenuie-nchis 0,040,0525 Hrtie neagr 0,0326 Ecran de pnz alb 0,700,8027 Tencuial de ipsos 0,400,4528 Tencuial obinuit 0,2529 igl nou 0,250,3530 igl veche 0,050,1031 Lemn de arar 0,400,5032 Lemn de stejar 0,300,503333 Lemn de nuc 0,100,2034 Lemn biuit 0,100,3035 Granit 0,4436 Nisip obinuit 0,2437 Pmnt 0,080,2038 Pomi vara 0,030,0539 Suprafee verzi n natur 0,050,10Valorile informative ale coeficienilor de reflexive pentru suprafeele interioare variaz n funcie de numrul deschiderilor n ncpere de la 0,3 pn la 0,5.Pe baza relaiilor (3) i (4), se poate scrie:( ) ( ) ( ) r e r e e e en n n n+ + = + + + = 1 1 1 (5)Relaia(5)demonstreazcvaloareacoeficientuluiglobaldeiluminarenatural depinde de:- coeficientul de iluminare dat de lumina exterioar direct en;- de construciile exterioare caracterizate prin coeficientul de reflexie ;- de decorarea interiorului luat n studiu caracterizat prin coeficientul de reflexie r.Valorilecoeficienilorirpotfidefinitentr-uncontextgeneraldominantn corelaiecuprevederilestandardelor.Coeficientuldeiluminaredatdeluminaexterioar poate fi definit sub forma general cu relaia:s nK t e e =0, (6)n care:e0coeficientul de iluminare al boltei cereti vzut prin unghiul solid, la privire din punctul M prin fererastr;t factorul global de pierdere a intensitii luminii naturale exterioare, la trecere prin panoul ferestrei;Ks coeficientul de strlucire al boltei cereti, n funcie de poziia astrului zilei fa de orizont. Valorile coeficientului Ks sunt date n tabelul 3 .Tabelul 3Dependena k = f()Unghiul realizat de astrul zilei fa de linia orizontal, [0]5 10 20 30 40 42 45 50 60 70 80 85Valoarea coeficientului de strlucire a boltei cereti, K0,5 0,58 0,72 0,86 0,98 1 1,04 1,09 1,17 1,24 1,27 1,28Factorulglobal,t,depierdereaintensitiiluminiiexterioarepoatefidefinitde relaia:345 4 3 2 1t t t t t t =(7)n care: t1, este coeficientul de transparen al sticlei ferestrei i are urmtoarele valori recomandate: t1 = 0,9 pentru geam tras, simplu; t1 = 0,8 pentru geam tras, dublu; t1 = 0,6 pentru geam mat, armat, colorat.t2, coeficientul de murdrire al sticlei ferestrei i are valorile recomandate conform SR 6221-1:1996,variazntre0,2i0,6funciedepoziiageamului,tipulferestrelorigradulde murdrire a suprafeelor geamurilor;Sepoatespunecvaloareacoeficientuluit2depindedezonancareesteamplasat construcia, fiind puternic influenat de existena n atmosfer a prafului i fumului.Deci se poateanticipacpentrurealizareaaceloraicondiiideiluminarenaturalaspaiilor interioare n zonele cu praf i fum dimensiunile ferestrelor trebuie s fie diferite fa de zonele cu atmosfer curat. De asemenea, pentru meninerea condiiilor funcionale (la nivelul luat nproiectare),nzonelecuprafifum,ntreinereaferestrelorimpuneofrecvende interveniencurireasticlelormaimare,elementcaretrebuieprescrisninstruciunilede folosire.t3, este coeficientul de pierdere datorit formei ferestrei i se exprim prin relaia:SStv3 =, (8)n care: Sv reprezint suprafaa vitral (a sticlei) ferestrei;S reprezint suprafaa golului construciei n care s-a montat fereastra.Sepoatespunecvaloareacoeficientuluideformt3creteodatcucreterea suprafeei vitrale, de unde existena a dou tendine:- de reducere a dimensiunilor tocurilor i cercevelelor prin utilizarea profilelor metalice sau o dimensionare corect a celor din lemn;- de gsire a formei ferestrei (raportul L/H) prin care, la un perimetru P s realizm o suprafamaximaferestrei,realizndastfelcondiiadeoptimnconsumulde material pentru execuie. ngeneral, acest raport este cel al tieturii de aur, utilizat n arhitectur, dar pot firealizate studii deoptimizare n acestsens,utiliznd tehnica de calcul electronic.t4, este coeficientul de pierderi datorit nserierii ferestrelor (vezi fig. 6) n mai multe canaturi i se definete prin relaia:35Fig. 6 Schema de calcul a coeficientului de pieredere datorit nserierii ferestrelor2 3 23 21 1 1 11 14g 3 b b) b b (g ) 1 n ( b nb nt+ + + +=(9)ncare:b1,b2,b3,g1,g2suntdimensiunileelementelorconstructiveatocului,iarn reprezint numrul de canaturi nseriate.t5,estecoeficientuldepierderidatoritformeiitipuluiconstructivalacoperiului cldirii pentru care se proiecteaz fereastra i are urmtoarele valori recomandate: t5 = 0,9, pentru acoperiuri realizate din forme metalice; t5 = 0,8, pentru acoperiuri realizate din forme de beton sau lemn.Coeficientul de iluminare al boltei cereti e0 poate fi scris n extenso ntr-o relaie de forma:( )uK e e e e e = 102 01 2 1 0(10)n care: - e1, estecoeficientulde iluminarealboltei ceretivzutprinunghiul solid,laprivire din punctul M prin fereastr n plan orizontal;- e2,estecoeficientulde iluminarealboltei ceretivzutprinunghiul solid,laprivire din punctul M prin fereastr n plan vertical;- e01, este coeficientul de iluminare al zonelor umbrite din bolta cereasc, la privire din punctul M prin fereastr n plan orizontal;- e02, este coeficientul de iluminare al zonelor umbrite din bolta cereasc, la privire din punctul M prin fereastr n plan vertical;- Ku,estecoeficientuldeumbriredatdeconfiguraiaexterioaraconstruciilorsau obstacolelor.36Laoprimanaliz,pebazadefiniiilor,coeficieniienumeraianterior,parelemente abstracte, greu de apreciat sau definit.Pentru a transforma definiiile n relaii matematice de exprimare a acestor coeficieni, n funcie de elemente reale i msurabile s-a trecut la o analiz grafic.n figura 7s-aprezentat proiecia n plan orizontal a spaiului interior cu poziionarea punctului M n raport cu fereastra, poziionare definit prin cotele l, b1 i b2.La privire prin fereastr (n cazul n care privirea nu este obturat de obstacole deci bolta cereasc este liber), ochiul va cuprinde poriunea de bolt cereasc marcat prin haur. PoziiapunctuluiMsedefinetepebazdeamenajaredeinterior,deergonomiea micrilor, de organizare tehnologic, etc.S-adefinitcoeficientule1cafiindraportuldintreproieciabolteicereti(vizibile prinfereastr)peplanulverticalcarecuprindepunctulMirazabolteicereti,putndfi exprimat printr-o relaie matematic de forma:RB Be2 11+=,(11)ncare:- B1+B2reprezintproiecianplanulverticalabolteiceretivzutnplan orizontal din punctul M, la privire prin fereastr;- R, raza boltei ceretiFig. 7 Schema de calcul a coeficientului de iluminare natural n plan orizontalDin analiza schemei din figura 7 se poate scrie:2 12 11cos coscos cos + =+= ARR Re,(11')sau, innd cont de elementele de poziie ale punctului M putem scrie, n triunghiurile AMAB i AMCD, urmtoarele:371 1cos MB b = ;2 21112 21l bbcos l b MB+= o + =;(12)2 2cos MD b = ;2 22222 22l bbcos l b MD+= o + =;(13)n final se poate scrie:2 2222 2111l bbl bbe+++=.(14)Analizndrelaia(14)sepoateconstatacvaloareacoeficientuluie1depinde riguros de poziionarea n plan orizontal a punctului M n raport cu planul ferestrei.Fig. 8 - Schema de calcul a coeficientului de iluminare natural n plan verticalAnaliznd n mod similar fenomenul la privire n plan vertical (vezi figura 8) se poate scrie expresia coeficientului e2 astfel:RH He1 22=, (15)ncareH2H1reprezintproieciapeplanulverticalaporiuniideboltcereasc vzut prin unghiul solid la privire din punctul M prin fereastr n plan vertical.n conformitate cu schema din figura 8 se poate scrie:1 21 22sin sinRsin R sin Re | | =| |=,(15')sau,inndcontdeelementeledepoziionarealepunctuluiM nplan vertical,putem scrie n triunghiurile AMNQ i AMRQ:; sin1 1 MN h = 2 21112 21l hhsin l h MN+= | + =;(16)Q38; sin2 2 MR h = 2 22222 22l hhsin l h MR+= | + =. (17)n final se poate scrie:2 2112 2222l hhl hhe++= (18)Analiznd relaia (18) se poate constata i n acest caz c valoarea coeficientului e2 depinderigurosdepoziionareanplanverticaliorizontalapunctuluiM,nraportcu planul ferestrei.Aacums-aprezentatrelaiadecalculacoeficientuluie0-icumesteinmod normal, foarte rar se ntmpl ca n faa ferestrei, la privire din punctul M s nu se interpun nicioconstruciesauformderelief.Acestlucruesteposibildoarncazuletajelor superioare,caredepescnivelulconstruciilordinjursauncazulconstruciilorcu vizibilitate spre mare, ocean, etc.nsituaiilenormalealeconstruciilorurbanesaururalengeneral,laprivireprin fereastr,poriunimaimicisaumaimaridinboltacereascsuntobturateprininterpunerea altorcldirisauformederelief,vegetaiei,etc.nunelesituaii,toatboltacereasceste obturat (ex. cazul nivelelor inferioare din zonele de aglomerri urbane).n aceste cazuri, se definesc valorile coeficienilor de pierdere de lumin, dat de bolta cereasc, datorit umbririi ei.Analizasefacesimilarprinstudiereafenomenuluideumbrireabolteiceretiattn plan orizontal ct i vertical.Fig. 9 Schema de calcul a coeficientului de iluminare natural n plan orizontal (zona umbrit)Pentruanalizanplanorizontal,nvedereadefiniriicoeficientuluie01,sefolosete schemadinfigura9,ncareobturareabolteiceretiesterealizatdeoconstruciesituatla 39distana D fa de planul ferestrei i care are dimensiunea B cuprins n unghiul de privire n plan orizontal.Prin similitudine cu definirea coeficientului e1 putem scrie:02 0102 01 02 0101cos cosRcos R cos RRL Le o + o =o + o=+=. (19)Pentru exprimare n raport de poziionarea punctului M fa de fereastr i obstacol, folosind notaiile din figura 9, putem scrie n AMPS i AMNQ:2 2 '1'1012 2 '1 01'1) D l ( BBcos ) D l ( B MP ; cos MP B+ += o + + = o =; (20)2 2 '2'2022 2 '2 02'2) D l ( BBcos ) D l ( B MN ; cos MP B+ += o + + = o =.(21)n final, se poate scrie: 2 2 '2'22 2 '1'101) D l ( BB) D l ( BBe+ +++ +=. (22)Analizndrelaia(22)sepoatespunecvaloareaacestuicoeficientdepindestrictde poziiapunctuluiMnplanorizontal,deplanulferestreiialobstacoluluicareobtureaz bolta cereasc, precum i de dimensiunile obstacolului ('2'1B B B + = ).Fig. 10 Schema de calcul a coeficientului de iluminarea zonei umbrite n plan verticalnplanvertical,definireacoeficientuluie02sefacepebazaschemeidinfigura10, undeobturareabolteiceretiserealizeazdeoconstruciesituatladistanaDfade planul ferestrei i care are o nlime H peste nivelul punctului M.Prin similitudine cu definirea coeficientului e2 putem scrie: 1 01 0 1 002sin sinRsin R sin RRH He | | =| |==.(23)40PentruexprimarenraportdepoziionareapunctuluiM(nplanvertical),fade fereastriobstacol,folosindnotaiiledinfigura10,putemscrientriunghiurileAMNQi AMPS:

2 21112 21 1 1l hhsin l h MN ; sin MN h+= | + = | =;(24)2 222 20) D l ( HHsin ) D l ( H MP ; sin MP H+ += | + + = | =.(25)n final se poate scrie:2 2112 202l hh) D l ( HHe++ +=.(26)Analiznd relaia (26) se poate spune c valoarea acestui coeficient depinde riguros de poziia punctului M (n plan vertical) de planul ferestrei i obstacolului care obtureaz bolta cereasc, precum i de dimensiunile obstacolului (H).Fig. 11 Exprimarea grafic, teoretic, a coeficientului global de iluminare naturalPrezentat ntr-o form grafic, pentru cazul analizat diferena celor dou produse e1e2 - e01e02 se exprim ca n figura 11, unde se poate vedea c produsul e01e02 reprezint poriunea umbritdinsuprafaabolteiceretivizibilprinunghiulsolidformatlapriviredinpunctul M prin fereastr.ncazulncarentreagasuprafaabolteiceretiesteumbrit,coeficientule0se definete prin relaia:( )uK e e e = 102 01 0,(27)- ceeacenseamncluminaexterioarvafidatnumaidezoneleumbrite,prin reflexie pe corpurile exterioare.ncazulunorformecomplexealeobstacolelorinterpusentrefereastribolta cereasc,definireaprodusuluie01e02serealizeazprintrasaregraficrezultndovaloare echivalent de calcul, ca procent din produsul e1e2. Exemple sunt prezentate n figura 12.41Fig. 12 Modaliti reale de exprimare grafic a coeficientuluiglobal de iluminare naturalDeterminareacoeficientuluideumbrireKudatdeobstacoleleexterioaresefacepe baza schemei din figura 13.Fig. 13 Schema de calcul a coeficientului de umbrire53 tgKu+ u=. (28)Pe baza notaiilor din figura 13 se poate scrie:HD ltg+= u, (29)42i implicit, relaia (28) devine:

H 5H 3 D l53HD lKu+ +=++=. (30)Introducndnrelaiageneraldedefinireacoeficientuluiglobaletoaterelaiile pariale obinute, rezult:. ) r 1 )( 1 ( t t t t t KH 5H 3 D l1l hh) D l ( HH) D l ( BB) D l ( BBl hhl hhl bbl bbe5 4 3 2 1 s2 2112 2 2 2222 2112 2112 2222 2222 211+ + ((|.|

\|+ + ||.|

\|++ +||.|

\|+ +++ +||.|

\|++

||.|

\|+++= (31)Din analiza relaiei (31) se constat complexitatea factorilor care influeneaz valoarea coeficientuluideiluminarenaturalcaicomplexitateaactivitiideproiectareaferestrelor lund ca funcie de baz iluminarea natural a spaiilor interioare.2.6.Metodologiadeproiectareaferestrelordincondiiadeiluminarenaturala spaiilor interioareAvndu-senvederemetodologiadeproiectareaferestrelordinpunctdevedereal rezolvriicondiieideiluminarenaturalaspaiilorinterioaresepoateajungelaideeac pentru construciile de locuit ar fi necesar o activitate laborioas prin care s se dimensionezefiecarefereastrspecificfiecreicamerencaresedesfoaractivitidiferite(sufragerie, dormitor, camer de lucru, buctrie, etc). Acest mod de lucru ar duce la un consum de timp nejustificat de mare pentru activitatea de proiectare.n general, activitatea de proiectare a ferestrelor, din condiia de rezolvare a iluminrii naturaleaspaiilorinterioare,pornetedelaideeadimensionriiferestrelordelancpereaceamaipretenioas.Pentruconstruciilecivile,ncperilecelemaipretenioasesunt: buctria, camera de lucru i sufrageria (n care se desfoar cele mai diverse activiti).Pentru celelalte ncperi, se vor adopta ferestre similare, prin care se va putea realiza o iluminarenaturalexcedentaricareurmezafiprevzuteulteriorcusoluiidiferitede obturare (jaluzele, rulouri, obloane, perdele, draperii, etc.).De mareimportan n dimensionareafinala ferestrelor estei factorularhitectonic, princaresserealizezeoesteticaconstrucieiprinformiproporionalitate.Rezolvarea cerinelordearhitectonicacldirilortrebuiesaibnvederensdimensiunileminime necesare ale ferestrelor, rezultate pebaza calculelor deproiectaredin condiiade asigurare a iluminrii naturale a spaiilor interioare. Deci, n proiectul final al cldirii, ferestrele trebuie s 43aibdimensiunilemaimarisaucelpuinegalecucelerezultatedincalcululdeasigurarea iluminrii naturale.Desfurareaactivitiideproiectareaferestrelor,dincondiiadeasigurarea iluminrii naturale a spaiilor interioare, se poate realizadup un algoritm n care s fie luai n considerare toi factorii de influen.Exemplu1 Algoritmposibillaproiectareaferestrelor,dincondiiade asigurareailuminriinaturaleaspaiilorinterioarencareseinecontdetoi factorii de influen definireaamplasamentuluiconstrucieicazongeografic,princarese definete valoarea medie a intensitiiluminoase naturale exterioare, Ee; definireaplanului(releveului)construciilorcudelimitareainominalizarea spaiilor interioare, stabilindu-se astfel orientarea cardinal a ncperilor i a zonelor exterioare (cldiri, relief, structuri, etc.); definireadestinaieispeaiilorinterioare(nfunciedepreocuprilecelor carevorutilizaconstrucia),definireaspaiuluicaresolicitiluminarea naturalmaxim,decinmodimplicitdefinireaintensitiiluminoase naturale, necesare, EM; definirea coeficientului de iluminare necesar, e; stabilireaperioadeidinziuaastronomiclacaresedoretedesfurarea activitiincondiiideiluminarenatural,decidefinireaimplicita coeficientuluiminimdestrlucirealbolteicereti,Ks,rezultatncadrul acestui interval; stabilireapoziieipunctuluidelucruM,ncadrulspaiuluiconsideratn proiectare,operaiecareserealizeazpebazauneiamenajrideinteriora spaiului respectiv; stabilirea unor dimensiuni orientative ale ferestrei, din condiia de realizare a arhitectonicii construciei (bf = b1 + b2; hf = h2 h1); definireacotelorprincaresestabiletepoziiapunctuluiMfade fereastr(nplanorizontalivertical),rezultnd astfelcoteleb1,b2,l,h1i h2, necesare n derularea calculelor; alegereacoeficientuluimediudereflexiealcorpurilorexterioarenfuncie de elementele din zonele exterioare (vezi tabelul 2); valoarea adoptat se mai poatestabiliinfunciedeelementuldominantsausepoateluachiar valoareaminimacoeficientuluidereflexiealcorpurilorexterioare nconjurtoare-nacestultimcazasigurndu-seuncoeficientdesiguran maxim, n proiectare; alegereacoeficientuluidereflexiealcorpurilorinterioare(nfunciede elementelecuprinsencadrulamenajriiinterioareconsiderate,sauca 44valoare medie . determinareafactoruluiglobaldepierdereaintensitiiluminiinaturale exterioare,latrecereprinfereastr,t,caprodusalcelorcincicoeficieni pariali, n funcie de factorii de influen respectici; determinarea poziiei i dimensiunilorelementelor exterioare care obtureaz bolta cereasc rezultnd B, D, H; calculul coeficienilor de iluminare ai boltei cereti vzut prin unghiul solid, lapriviredinpunctulMprinfereastr,nplanorizontalivertical, respectiv e1 i e2; calcululcoeficienilordeiluminarenaturalaizonelorumbritedinbolta cereasc,lapriviredinpunctulM,prinfereastr,nplanverticali orizontal, respectiv e01 i e02; calculul coeficientului de umbrire, Ku; calculul coeficientului efectiv de iluminare natural, ee, pe baza relaiei (31); compararea valorilor coeficientului efectiv de iluminare natural ee i a celui necesar e;Dacserespectcondiiacaee e,atuncisepoatetrecelaproiectareastructurali constructivaferestreincadrulcotelorbf,hfimpusedectrearhitectulproiectantal construciei ;Dac nu se respect condiia de iluminare natural, adic ee300C,trebuieasiguratecaracteristicile corespunztoare de izolare termic ale acestor produse.Calculultermicalferestrelor,nvedereadefiniriistructuriiisoluiilorconstructive necesare,serealizeaznipotezactransmitereaclduriiprinfereastrarelocnregim staionar, caracterizat printr-un flux termic constant care traverseaz fereastra, ceea ce impune implicit considerarea temperaturilor interioare-exterioare ca fiind constante.Definireacantitiidecldurcaretraverseazfereastraestedemareimportan, pentruc,dacseasociazcelorlaltepierderidecldurprinui,perei,tavan,pardoseal, permite efectuarea corect a unui calcul de echilibru termic, ce trebuie realizat prin sursele de cldurcaretrebuiesasigureotemperaturconstantaspaiuluiinterior.Cualtecuvinte, dimensionareasurselordecldurarelabaztoatepierderiledecldurrealizateprin elementele de construcie, aa nct:p iQ Q = (32)n care: Qi este cantitatea de cldur introdus n spaiul interior, iar Qp este totalitatea pierderilorde cldur nregistrate prin elementele de construcie.Pentruaseputeatreceladimensionareasurselordecldurtrebuiecunoscut structurapierderilordecldur,factoriicareinflueneazdirectimodalitiledeinfluen asupra acestor factori n aa fel nct pierderile s fie minime.Se poate aprecia c la nivelul unui spaiu interior, valoarea pierderilor de cldur poate fi definit de relaia:f u d t per pQ Q Q Q Q Q + + + + =, (33)n care:Qper, este pierderea de cldur prin pereii construciei;Qt, este pierderea de cldur prin tavan;Qd, este pierderea de cldur prin pardoseli;Qu, este pierderea de cldur prin ui;Qf, este pierderea de cldur prin ferestre.52Dacseintrnintimitateafenomenuluidetransferdecldur,sepoateconstatac fiecare dintre pierderile de cldur considerate vor fi definite prin relaii matematice specifice.ncazulferestrelor,transferuldecldursepoaterealizadirectprinelementelede structur,ctiprinaerulcareseinfiltreazdininteriorspreexteriorsubinfluenaunei presiuni create ca urmare a nclzirii lui, sau din exteriorspre interior sub influenapresiunii create de vnt. Relaia general a pierderilor de cldur prin ferestre, poate fi scris sub forma:II I fQ Q Q + =,(34)n care:QI reprezint pierderile de cldur prin elementele de structur, iar QII reprezint pierderilor de cldur odat cu aerul nfiltrat.3.5. Pierderile de cldur prin elementele de structur ale ferestrelorPierderile de cldur prin elementele de structur pot fi definite cu relaia:s c t IQ Q Q Q + + =, (35)n care: Qtreprezintpierderilede cldurprin tocul ferestrei;Qcreprezintpierderiledecldurprin cercevele;Qs reprezint pierderile de cldur prin sticl.Dac se are n vedere c fiecare dintre termenii considerai pot fi definii independent sub forma:T S K QtA =1 1;T S K QcA =2 1;T S K QtA =3 2,atunci relaia general poate fi scris sub forma| |] [ ) () (3 2 2 1 1J t t S K T S KT S K S S K Qe iI = A == A + + =

(36)n care:- K1 reprezint coeficientul de transfer de cldur prin lemn;- K2 reprezint coeficientul de transfer de cldur prin sticl;- S1,S2reprezintsuprafeelefrontaleale tocului,respectivalecercevelelorntregii ferestre;- K reprezintun coeficient global de transfer de Fig. 14 Schema de transfer a fluxului termic prin fereastr53cldur al ferestrei, n W/m2 0K;- S reprezintsuprafaa totalagolului construcieincaresemonteaz fereastra,deci suprafaa frontal total a ferestrei, S = S1 + S2 + S3, n m2;- ATreprezintdiferenadetemperaturmaxim(admisaseluancalcul)dintre temperatura maxim interioar ti i temperature minim exterioar te, 0K.Determinriexperimentaleaudemonstratcvalorilecoeficientuluiglobaldetransfer de cldur depind de tipul ferestrei, aa nct valorile medii recomandate sunt:- ferestre de exterior: K = 4,5 pentru ferestre simple, din lemn; K = 2,2 pentru ferestre duble cu deschidere independent, din lemn; K = 2,0 pentru ferestre duble cuplate, din lemn; K = 5,0 pentru ferestre simple, din metal.- ferestre de compartimentare interioar: K = 3,0 pentru ferestre simple; K = 2,0 pentru ferestre duble.Coeficientul global de transfer de cldur se poate stabili i pe cale analitic, lund n considerare factorii de influen.Definireacoeficientuluiglobaldetransferdecldurprinfereastrsepoatefacecu relaia:R1K = [W/m2 0K], (37)unde: R reprezint rezistena global la transmiterea cldurii prin fereastr, care poate fi definit la rndul ei pentru cazul din figura 14, cu relaia general de forma:SSRSSRSSR R332211+ + = , (38)n care R1, R2 i R3 reprezint rezistenele la transferul de cldur prin toc, cercevele i respectiv sticl.Rezistena la transferul de cldur printr-un strat de material se definete cu relaia:xxxgR= , (39)n care:gx reprezint grosimea stratului de material respectiv;x reprezint conductibilitatea termic a materialului respectiv.n acest caz, relaia (38), pentru cazul prezentat n figura 14 devine:54SSsgSS gSS gR3 s 2lc 1lt+ + = , (40)sau, dup o rearanjare a termenilor:( )((

+ + =3 ss2 c 1 tlS g1S g S g1S1R , (41)n care: l i s reprezint conductibilitatea termic a lemnului i respectiv a sticlei;gt, gc i gs reprezint grosimile tocului, cercevelei i respectiv a sticlei.Lemnulesteunbunizolatortermicisepoatespunecpierdereaceamaimarede cldurserealizeazprinpanouldesticl,asupracruiaspecialitiii-aundreptatprivirile, ncercnd s considere sticla ca un panou plan prin care trece un flux de cldur.Transferuldecldurprinpanouldesticlserealizeazprinconducie,conveniei radiaie. Avndu-se n vedere c un panou de sticl cu grosimea de 3 mm nu rezolv cele mai bunecondiiideizolaretermicaferestrelor(vezifigura15a)iinndcontcnuse recomandutilizareaunorgeamurimultmaigroasecarearputeainfluenafuncionalitatea ferestreiidimensiunileelementelordestructurfcnd-oneeficient,s-arecurslaideea realizriiunor panouri duble de geam, ca n figura 15 b.Fig. 15 Schema de transfer a fluxului termic prin panouri simple i dublenacestcaz,aerulcuprinsntreceledoupanouridegeamvajucaunrolimportant, fiind la rndul lui un element de luat n seam n cadrul schimbului termic.Pentrustructuradinfigura15b,sepoatespunecvaloareacantitiidecldur transferateprinpanouldesticlestemaimicdectncazulpanoului simplu din figura 15 a, 55datorit stratului de aer i datorit faptului c sunt cele dou panouri de sticl care, cumulat, realizeazo alt grosime, gs.Pentru acest caz, relaia (40) prin care se definete rezistena global a transferului de cldur prin fereastr, va fi de forma:SS g gSS gSS gR3aass 2lc 1lt||.|

\|++ + = (41)n care:sgreprezint suma grosimilor straturilor de geam utilizate n structur;agreprezintsumagrosimilorstraturilordeaercuprinsentregeamuriledin structur;areprezint coeficientul de conductibilitate termic al aerului.Conductibilitatea termic a aerului se definete prin relaia:o + + = a 1 2 1 ag(42)n care:1 este coeficientul de conductivitate termic al aerului;2 este coeficientul de convecie al aerului;o este coeficientul de radiaie al aerului.Valorilecoeficienilordeconductibilitatetermicalediferitelormaterialesunt prezentate n tabelul 4.Tabelul 4Valori ale coeficientului de conductibilitate termic Nr.crt. Tipul de materialTemperatura de determinareDirecia fluxului termicValori determinate experimental [W/m2 0K]170C pe fibre 0,2431 Lemn de stejar200C II cu fibrele 0,3490,3722 Lemn de fag i alte specii tari 200C valoare medie 0,3373 Lemn de rinoase 200C valoare medie 0,2794Geam tras=24003200 Kg/m2200C valoare medie 0,5821,04710 200C valoare medie 7,29920 200C valoare medie 6,13450 200C valoare medie 5,5555Strat de aer grosimea [mm]100 200C valoare medie 5,84756Dacseanalizeaznumaistratuldeaer,sepoatespunecrelaiacaredefinete rezistena la transferul cldurii este de forma:SSggSS gR3a 2 1a 3aaao + + = = (43)Cantitatea de cldur care va trece prin stratul de aer va fi definit de relaia:) t t ( SR1T S K Q2 1 3a3 2 a = A = ,(44)- ncaret1it2reprezinttemperaturilelasuprafeelestratuluideaer,aacumsunt prezentate n figura 15.TransferuldecldurQprinstratuldeaerserealizeazprinconducie,conveciei radiaie, ale crorrelaii de definire individual sunt:3a12 1 1Sg) t t ( Q =, prin conducie;3a22 1 2Sg) t t ( Q =, prin convecie; (45)o = ) t t ( Q2 1 3 , prin radiaie.Pentru a se defini influena fiecrui mod de transmitere prin stratul de aer, s-au trasat experimental curbele corespunztoare Q1, Q2 i Q3, conform ecuaiilor din relaiile (45).Diagramele rezultate sunt prezentate n figura 16.Pe baza analizei celor trei diagrame, au rezultat urmtoarele concluzii:- transmiterea cldurii princonducie depinde riguros de grosimea stratului de aer, scderile fiindmarilastraturilemicideaericuscderimicilastraturigroasedeaer,deunde concluzia c straturile groase de aer nu sunt justificate;- transmitereaclduriiprinconvecieestenensemnatlastraturiledeaersub2cm,crete ns repede la grosimi cuprinse ntre 2 10 cm, peste 10 cm fiind staionar, demonstrnd c grosimile mari de aer sunt nejustificate;- transmitereaclduriiprinradiaienudepindedegrosimeastratuluideaer,cinumaide diferena de temperatur.Condiia optim a grosimii stratului de aer s-a definit prin stabilirea intervalului n care transferuldeclduresteminim(Qa=minim)is-aconstatatcacestlucruesterealizatn cazul n care grosimea stratului de aer este cuprins ntre 2 5 cm.Aceastconcluzieestedemareimportannconstruciaferestrelorcumaimulte rnduri de geamuri venind s defineasc elementele constructive i dimensiunile elementelor dinstructuracerceveleloritocurilor,precuminrealizareaunornoitipuridegeamuri, cu structur dubl realizate prin lipire termic (termofuziune) sau cu aju