DETERMINAREA SI VERIFICAREA COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICA

DETERMINAREA SI VERIFICAREA COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICA

Determinarea si verificarea coeficientului global de izolare termica G la cladirile de locuit

Coeficientul global de izolare termica este un coeficient general ce caracterizeaza nivelul de performanta termoenergetica al unei cladiri atat ca anvelopa cat si ca regim de functionare. Rezistenta medie a anvelopei este o caracteristica a anvelopei ca un intreg, in timp ce acest coeficient cuprinde si efectul infiltratiilor sau cel al temperaturii spatiilor neincalzite invecinate cu spatiul incalzit.

Coeficientul global de izolare termica G [W/m³K] are semnificatia unei sume de pierderi de caldura realizate prin transmisie directa prin suprafata anvelopei cladirii, pentru o diferenta de temperatura intre interior si exterior de 1K, raportata la volumul cladirii, la care se adauga cele aferente improspatarii aerului interior, precum si cele datorate infiltratilor de aer rece suplimentare.

Cu ajutorul acestui coeficient, este posibil ca, prin conceptia complexa initiala a cladirii (configuratie, procent de vitrare, alcatuirea elementelor de constructii perimetrale) si prin modul de alcatuire a detaliilor, sa se limiteze pierderile de caldura in exploatare, in vederea consumului de energie pentru incalzirea cladirilor.

Pe langa performanta termoenergetica globala, cladirea in ansamblu si elementele de inchidere trebuie sa raspunda si celorlalte criterii de performanta privind atat confortul interior din punct de vedere termotehnic, cat si transferul de caldura si masa prin elementele de inchidere.

Determinarea si verificarea coeficientului global de izolare termica se face pentru cladirile de locuit pe baza prevederilor din normativul C107/1 si pentru celelalte cladiri pe baza prevederilor din normativul C107/2.

Prevederile din normativul C107/1 se aplica la toate tipurile de cladiri de locuit si anume:

.cladiri de locuit individuale (case unifamiliale , cuplate sau insiruite, tip duplex);

.cladiri de locuit cu mai multe apartamente;

.camine si internate;

.unitati de cazare din hoteluri si moteluri .

Reglementarile se refera la cladirile noi, cat si la cladirile existente care urmeaza a fi supuse lucrarilor de reabilitare si de modernizare.

Figura 1. Modul de calcul al lungimilor in plan la cladirile de locuit

l-lungimi in plan; f-dimensiuni nominale ale tamplariei exterioare

Figura 2. Modul de calcul al inaltimilor la cladirile de locuit;

a-acoperis cu pod sau terasa; b-subsol sau sol

f-dimensiunile nominale ale tamplariei exterioare; H-inaltimi

Cladirile de locuit cu magazine sau spatii cu alte destinatii la anumite niveluri sunt luate in considerare exclusiv aceste spatii.

1.1. Determinarea coeficientului global efectiv de izolare termica G

Coeficientul global de izolare termica -G- la cladirile de locuit, are in vedere:

-pierderile de caldura prin transmisie aferente tuturor suprafetelor perimetrale care delimiteaza volumul incalzit al cladirii;

-pierderile de caldura aferente unor conditii normale de reimprospatare a aerului interior;

-pierderile de caldura suplimentare datorate infiltratiei in exces a aerului exterior, prin rosturile tamplariei.

Coeficientul global nu tine seama de aportul solar si nici de aportul de caldura datorat ocuparii locuintelor.

Coeficientul global de izolare termica se calculeaza cu relatia:

G= (1)

in care: - este coeficientul de cuplaj termic, calculat cu relatia:

Unde: - factorul de corectie a temperaturilor exterioare; V-volumul interior, incalzit al cladirii -rezistenta termica specifica corectata, medie, pe ansamblul cladirii, a unui element de constructii j -aria elementului de constructii -n- numarul de schimburi de aer pe ora

Ariile elementelor de constructii pe ansamblul cladirii precum si aria anvelopei se masoara pe conturul fetelor interioare ale elementelor de constructii perimetrale. Dimensiunile de calcul pe ansamblul cladirii se stabilesc netinand seama de elementele de constructii interioare.

Volumul interior incalzit al cladirii se calculeaza ca volumul delimitat de anvelopa cladirii.

Factorul de corectie a temperaturilor exterioare se calculeaza cu relatia:

(3)

in care:- - temperatura in spatiile neincalzite din exteriorul anvelopei, determinata pe baza unui calcul al bilantului termic, efectuat in conformitate cu prevederile din normativele C 107/1 si C 107/2.

Pentru calcule in faze preliminare de proiectare, valorile se pot considera:

. =0,9 la rosturi deschise si la poduri;

. la rosturi inchise, la subsoluri neincalzite si la pivnite, precum si la alte spatii adiacente neincalzite sau avand alte destinatii;

. la camera de pubele, verande, balcoane si logii inchise cu tamplarie exterioara;

. la tamplaria exterioara prevazuta cu jaluzele la partea exterioara.

Rezistentele termice corectate medii se determina in conformitate cu prevederile din capitolul. Pentru primele faze de proiectare, se poate utiliza metoda de calcul simplificata. In acest caz, influenta puntilor termice se poate evalua printr-o reducere globala a rezistentelor termice unidirectionale (in camp curent) astfel:

.la pereti 20.45%

.la terase si plansee sub poduri 15.25%

.la plansee peste subsoluri si sub bowindouri 25.35%

.la rosturi 10.20%

Pentru ultima faza de proiectare, valorile se determina cu un grad mai ridicat de precizie, utilizand metode de calcul cu ajutorul coeficientilor liniari si punctuali de transfer termic.

Se fac urmatoarele precizari in vederea numarului de schimburi de aer pe ora:

.Valoarea n=0,5 reprezinta numarul minim de schimburi de aer pe ora necesar pentru reimprospatarea aerului interior in vederea asigurarii unor conditii normale de microclimat. Aceste schimburi normale se realizeaza prin:

-neetanseitati ale tamplariei;

-deschiderea ferestrelor si usilor exterioare;

-sisteme speciale de ventilare naturala (clapete reglabile si canale verticale de ventilare pentru eliminarea aerului viciat).

.Pierderile suplimentare de caldura datorate infiltratiei in exces a aerului exterior sunt o consecinta directa a modului de realizare a etanseitatii rosturilor dintre cercevelele si tocurile tamplariei exterioare. Aceste pierderi sunt legate de actiunea vantului, precum si de curentii de aer interior si exterior, si sunt in functie de urmatorii factori:

-expunerea cladirii (simpla sau dubla) sub aspectul infiltratiilor de aer, respectiv, cu apartamente avand ferestre pe una sau doua fatade;

-gradul de adapostire a cladirii, prin rezistenta unor obstacole in calea vantului si a curentilor de aer;

-gradul de permeabilitate a cladirii, in functie de modul de etansare a tamplariei exterioare.

.Valorile n din tabelul 1cuprind ambele componente ale naturii pierderilor de caldura, astfel incat numarul de schimburi de aer variaza de la valoarea minima de 0,5 (fara infiltratii in exces), la valori de 1,0.1,4 , in cazul unor infiltratii suplimentare mari.

.La cladiri avand mai multe feluri de tamplarii exterioare, valoarea n se determina prin interpolare, in functie de ponderea ariilor diferitelor tipuri, de tamplarii.

Determinarea coeficientului global normat de izolare termica GN

Valoarea este in functie de numarul de niveluri N si de raportul dintre aria anvelopei A si de volumul cladirii V. Valorile coeficientilor globali normati sunt valabile pentru toate zonele climatice.

1.3. Nivelul de izolare termica globala

Este corespunzator daca se realizeaza conditia:

GGN (4)

Posibilitatile de realizare a acestei conditii trebuie sa fie atent analizate inca de la fazele preliminare ale proiectului, atunci cand se elaboreaza conceptia complexa a cladirii, cand inca se mai poate interveni asupra configuratiei in plan si pe verticala a constructiei, precum si asupra parametrilor ei geometrici.

Principalii factori geometrici care influenteaza coeficientul global G sunt urmatorii:

.raportul in care: P - perimetrul cladirii, masurat pe conturul exterior al peretilor de fatada;- aria in plan a cladirii, limitata de perimetru;

.retragerile gabaritice, existenta bowndourilor, precum si alte variatii ale suprafetelor de la nivel la nivel;

.gradul de vitrare, exprimat prin raportul:

v= (5)

in care:

- este aria tamplariei exterioare si a altor suprafete vitrate;

- -este aria zonelor opace a peretilor exteriori

1.4. Succesiunea calculelor

Se recomanda a fi urmatoarea:

1. Stabilirea planurilor si sectiunilor verticale caracteristice ale cladirilor, cu precizarea conturului spatiilor incalzite.

2.Calculul ariilor tuturor elementelor de constructii perimetrale.

3.Calculul ariei anvelopei A= si a volumului cladirii V.

4.Determinarea temperaturilor (prin bilant termic).

Determinarea factorilor de corectie

6. Determinarea rezistentelor termice corectate medii

7.Stabilirea numarului de schimburi de aer pe ora n.

8.Calculul sub forma tabelara a expresiei:

9.Se calculeaza: G=

10. Se calculeaza A/V si se obtine valoarea GN.

11. Se compara G cu GN.

La prima faza de proiectare se recomanda a se face un prim calcul considerand valorile . In functie de valoarea G obtinuta, se actioneaza asupra elementelor de constructii a gradului de vitrare.

1.Recomandari privind unele posibilitati de imbunatatire a comportarii termotehnice si de reducere a valorii coeficientului global de izolare termica la cladirile de locuit

Pentru imbunatatirea comportarii termotehnice a cladirilor de locuit si pentru reducerea valorii coeficientului global de izolare termica, se recomanda aplicarea urmatoarelor masuri:

Recomandari la alcatuirea generala a cladirii:

.la stabilirea pozitiilor si dimensiunilor tamplariei exterioare se are in vedere atat orientarea cardinala, cat si orientarea fata de directia vanturilor dominante, tinand seama si de existenta cladirilor invecinate; desi nu se considera in calcule, ferestrele orientate spre sud au un aport solar semnificativ;

.pentru reducerea pierderilor de caldura spre spatiile de circulatie comuna, se prevad windfanguri la intrarile in cladiri, aparate de inchidere automata a usilor de intrare in cladiri , termoizolatii la usile de intrare in apartamente, incalzirea spatiilor comune la temperaturi apropiate de temperatura din locuinte etc;

.la peretii interiori ai camarilor aerisite direct, se prevad masuri de termoizolare.

. Recomandari la alcatuirea elementelor de constructii perimetrale:

.se utilizeaza solutii cu rezistente termice specifice sporite, cu utilizarea materialelor termoizolante eficiente ( polistiren, vata minerala etc.);

.se utilizeaza solutii imbunatatite de tamplarie exterioara, cu cel putin 3 randuri de geamuri sau cu geamuri termoizolante;

.se urmareste eliminarea totala sau reducerea in cat mai mare masura a puntilor termice de orice fel, in special in zonele de intersectii ale elementelor de constructii ( colturi, socluri, cornise, atice), cat si la balcoane , logii, bowindouri si in jurul golurilor de ferestre si usi de balcon etc.

.se interzice utilizarea tamplariilor cu tocuri si cercevele din aluminiu fara intreruperea puntilor termice.

Recomandari in vederea reducerii infiltratiilor de aer rece:

.la tamplaria exterioara se iau masuri de etansare corespunzatoare a rosturilor dintre tocuri si conturul golurilor din pereti;

.se utilizeaza exclusiv tamplarie de buna calitate si prevazuta cu garniturI de etansare;

.suprafetele vitrate, luminatoarele si tamplaria fixa se prevad cu solutii de etansare care sa excluda orice infiltratii;

.la peretii din panouri mari prefabricate, rosturile dintre panouri se iau exclusiv de tip "inchis" si se etanseaza cu chituri de calitate corespunzatoare care confera o siguranta deplina, atat fata de infiltrațiile de apa, cat si fata de infiltratiile de aer;

.la elementele perimetrale opace nu se utilizeaza solutii constructive caracterizate printr-o permeabilitate la aer ridicata.

2.Determinarea si verificarea coeficientului global de izolare termica G1 la cladirile cu alta destinatie decat cea de locuit

Prevederile din normativul C 107/2 se aplica la urmatoarele categorii de cladiri cu alta destinatie decat locuirea, al caror regim de inaltare nu depaseste P + 10E:

.cladiri de categoria 1, in care intra cladirile "cu ocupare continua"si cladirile "cu ocupare discontinua" de clasa de inertie mare;

.cladiri de categoria 2, in care intra cladirile cu "ocupare discontinua" cu exceptia celor din clasa de inertie mare

Cladirile cu "ocupare continua" sunt acele cladiri a caror functionalitate impune ca temperatura mediului interior sa nu scada ( in intervalul 0 si 7) cu mai mult de 7 sub valoarea normala de exploatare: cresele, internatele, spitalele etc.

Cladirile cu "ocupare discontinua"sunt acele cladiri a caror functionalitate permite ca abaterea de la temperatura normala de exploatare sa fie mai mare de 7 pe o perioada de 10 ore pe zi, din care cel putin 5 ore in intervalul dintre ora 0 si 7: scolile, amfiteatrele, salile de spectacole, cladirile administrative, restaurantele, cladirile industriale cu unul sau doua schimburi etc., de clasa de inertie medie si mica.

2.1. Determinarea coeficientului global efectiv de izolare termica G1

Se face utilizand relatia:

in care V este volumul incalzit al cladirii, iar - determinate pentru elementele j ale anvelopei.

Determinarea coeficientului global normat de izolare termica G1 ref

Se face utilizand relatia:

In care: -- este aria suprafetelor componente opace ale peretilor verticali care fac in planul orizontal un unghi mai mare de 60, aflati in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit , calculata luand in considerare dimensiunile interax

- - este aria suprafetelor planseelor de la ultimul nivel (orizontale sau care fac cu planul orizontal un unghi mai mic de 60 ), aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, calculata luand in considerare dimensiunile interax

- - este aria suprafetelor inferioare aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, calculata luand in considerare dimensiunile interax

-P - este perimetrul exterior al spatiului aferent cladirii aflat in contact cu solul sau ingropat [m].

- - este aria suprafetelor peretilor transparenti sau translucizi aflati in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, calculata luand in considerare dimensiunile nominale ale golului din perete

-V este volumul incalzit, calculat pe baza dimensiunilor exterioare ale cladirii

-a,b,c,d,e sunt coeficientii de control pentru elementele de constructii mentionate mai sus, in functie de categoria de cladire (categoria 1 sau 2 ), tipul de cladire si zona climatica.

Pentru cladirile la care suprafata peretilor transparenti sau translucizi reprezinta cel putin 50% din suprafata elementelor verticale de inchidere, coeficientul global de referinta G1ref poate fi marit cu o cantitate G1ref, in functie de categoria cladirii, de indicele solar si de inertia termica a cladirii.

Indicatii privind determinarea clasei de inertie termica sau a indicelui solar sunt date in anexele normativului C 107/2.

2.3.Nivelul de izolare termica globala

Nivelul de izolare termica globala este corespunzator daca se realizeaza conditia:

G1G1ref (8)