HIGROTERMICA CLADIRILOR

HIGROTERMICA CLADIRILOR

Higrotermica reprezinta acea parte a fizicii constructiilor, care studiaza fenomenele legate de temperatura si umiditate, atat in spatiul interior cat si in structura elementelor de inchidere.

Pentru a proiecta si realiza cladiri cu caracteristici higrotermice optime este necesar, pe de o parte, cunoasterea si normarea parametrilor climatici interiori si exteriori si pe de alta parte, cunoasterea fenomenelor fizice si a legilor care modeleaza transferal de energie si masa prin elementele de constructii.

1.Parametrii climatici utilizati in proiectarea higrotermica

1.1. Parametrii climatici ai mediului interior

Dintre parametrii normati pentru mediul interior mentionam :

a. Temperatura aerului interior T_i , masurata la nivelul planului de lucru , in mijlocul incaperii, in ^o C . Valorile optime sunt date in STAS SR 1907/2 , pentru locuinte T_i = 20 ^o C .

Pentru asigurarea confortului , temperatura aerului interior T_i , se recomanda sa fie cat mai uniforma in plan orizontal si vertical . O diferenta mai mare de 2 ^o C intre cap si nivelul glesnelor creeaza disconfort. Aceeasi senzatie se resimte daca in incapere sunt zone a caror temperatura difera cu 2 - 3 grade . De aceea este de mare importanta sistemul de incalzire sau climatizare adoptat, ca si alcatuirea constructiva a elementelor ce delimiteaza incaperile .

b. Umiditatea relativa a aerului interior _i , in %

Umiditatea relativa a aerului variaza in timp in limite largi, in functie de temparatura si de gradul real de umezire a aerului.

In Normativul C 107/3 -2005 , sunt date valorile normate ale umiditatii relative a aerului interior . Valorile optime sunt cuprinse intre 40 % - 60 % , in functie de destinatia cladirii sau a incaperilor, respectiv ≤ 75% pentru cladiri de productie cu regim ridicat de umiditate

c. Viteza de miscare a aerului v _ai , considerata de 0,1 m / s pentru un mediu calm . Viteza aerului din cladiri de locuit se recomanda sa nu depaseasca 0,2 m/s . Valori de 0,5 - 1,0 m / s se recomanda doar in conditii de climat cald, la temperaturi ale aerului interior de 22 26,5 ^o C . La cladiri industriale viteza aerului este in legatura cu efortul fizic , cu temperature si umiditatea aerului si variaza intre 0,2 + 0,6 m /s iarna si intre 0,2 - 2,5 m / s vara .

d. Diferenta maxima T_{i max} , (^o C , intre temperatura aerului interior si temperatura minima a suprafetei interioare a elementelor de constructie care delimiteaza incaperile si se prescrie in functie de destinatia incaperilor si tipul elementului. Valorile normate pentru T_{i max} sunt prevazute in normativ

C 107

1.2. Parametrii climatici ai mediului exterior

Imposibilitatea stabilirii unor legi precise, dupa care sa se poata determina valorile parametrilor climatici la un moment dat , a condus la stabilirea pe baze statistice a unor valori conventionale de calcul, utilizate in proiectarea higrotermica .

a.    Temperatura aerului exterior T_e ^o C ) . C 107/3 - 2005

a.1. Pentru perioada de iarna

In functie de valorile temperaturilor conventionale de calcul ale aerului exterior stabilite pentru elemente etalon pentru perioada de iarna, teritoriul Romaniei este impartit in patru zone (C 107/3 - 2005 ANEXA D ) :

Zona I , cu T_e = - 12 ^o C

Zona II , cu T_e = - 15 ^o C

Zona III , cu T_e = - 18 ^o C

Zona IV , cu T_e = - 21 ^o C

a.2. Pentru perioada de vara- ( normativ C 107/6 -2005 )

Teritoriul Romaniei cuprinde trei zone climatice cu temperature conventionale exterioare de calcul pe timp de vara :

Zona I , cu T_e = + 22 ^o C

Zona II , cu T_e = + 25 ^o C

Zona III , cu T_e = + 28 ^o C

a.3. Temperatura medie anuala

Temperatura medie anuala se utilizeaza pentru calculul riscului de condens structural .

b. Radiatia solara I - Intensitatea radiatiei solare I cu valori maxime , medii si minime se calculeaza in functie de pozitia geografica a localitatii, ora si ziua din an si de orientarea cladirii si a suprafetelor acestora . In normativ C 107/7 - 02 si Ghidul GP 058/2000 sunt date valorile medii .

c. Umiditatea relativa a aerului exterior _e , in % - se utilizeaza pentru calculul difuziei vaporilor de apa prin elementele de constructie .

d. Viteza de calcul a aerului exterior V _{a e}

Acest parametru serveste la calculul debitului de aer care strabate elementele de constructie ca si la schimbul de aer in cladiri, prin ventilatie naturala dirijata .

2 Exigente de performanta si criterii de performanta in proiectarea higrotermica

In proiectarea higrotermica a cladirilor se urmareste realizarea unor exigente de performanta , fiecare cu criteriile de performanta asociate, respectiv :

- confortul termic, la care criteriile de performanta se refera la omogenitatea si constanta parametrilor ambientei ( temperatura, viteza aerului, umiditatea ).

- consumul de energie necesar in exploatarea cladirilor la care criteriile de performanta se refera la: coeficientul global de izolare termica, rezistenta termica pe ansamblul anvelopei si pe tip de element , numarul de schimburi orare de aer.

- durabilitatea prin limitarea condensului structural la care criteriile de performanta se refera la : cantitatea de apa din condensul structural acumulata pe durata unei ierni si cea eliminata prin uscare vara , gradul real de umezire a materialelor din zona de condensare.

- calitatea aerului din cladire la care criteriile de performanta se refera la : continutul de agenti nocivi pe unitatea de volum, numarul necesar de schimburi orare de aer al volumului incalzit .

- protectia mediului, la care criteriile de performanta se refera la : cantitatea de caldura necesara incazirii, noxele eliminate in atmosfera prin producerea energiei , etc.

3. Notiuni fundamentale utilizate in proiectarea higrotermica a cladirilor

a. Regim termic stationar

In mod real, temperatura mediului interior si a celui exterior variaza in timp. Daca cel putin una temperatura unui mediu este variabila se instituie regim termic nestationar sau variabil.

Daca se admite ipoteza simplificatoare conform careia temperaturile celor doua medii nu variaza in timp se instituie regim termic stationar sau permanent . In mod simplificat proiectarea higrotermica se efectuiaza in regim termic stationar, respectiv T_i si T_e sunt constante , T_i T_e .

Efectul regimului termic real, nestationar se introduce prin coeficienti de corectie sau prin verificari suplimentare.

b. Temperatura - Temperatura este o marime de stare, care arata gradul de incalzire sau de racire a unui mediu material.

c. Suprafete si linii izoterme - Suprafetele unui mediu material care au aceeasi valoare a temperaturii se numesc suprafete izoterme.Liniile care unesc puncte de aceeasi valoare a temperaturii se numesc linii izoterme.

d. Caldura - Caldura este o forma a energiei.

Caldura se propaga intre medii sau zone ale unor medii de temperaturi diferite. In univers exista tendinta de echilibru termic.

4.Marimi caracteristice transferului de caldura in regim stationar

a. Cantitatea de caldura care se schimba intre doua fete ale unui element de constructie cu temperaturile T₁ si T₂ de arie A, in m², de grosime d, in m, si conductivitate termica , in W/mK, in timpul t, in secunde este data de relatia:

Q = ( J sau Ws ) ( 1 )

b. Fluxul termic este cantitatea de caldura schimbata in unitatea de timp si este dat de relatia:

( J/s sau W ) ( 2 )

c. Densitatea fluxului termic defineste fluxul termic schimbat prin unitatea de suprafata si este dat de relatia:

==     ( W/m² ) ( 3 )

d.Conductivitate termica ( sau coeficient de conductivitate termica ) Reprezinta proprietatea materialelor de a permite trecerea fluxului termic, exprimata prin fluxul termic ce strabate prin unitatea de suprafata un strat omogen, cu grosimea de un metru, din cadrul unui element de constructie plan, cand diferenta dintre temperaturile pe cele doua fete opuse ale stratului este egala cu unitatea . Unitatea de masura este [ W / m . K ] .

e. Rezistenta termica defineste proprietatea mediilor prin care se propaga caldura de a se opune acestei propagari.

In regim stationar, in cazul fluxului unidirectional, rezistenta termica defineste capacitatea elementului de constructie care separa doua ambiante de temperaturi diferite de a se opune propagarii fluxului termic care il strabate.

Cantitativ, pentru o arie egala cu unitatea, rezistenta termica este raportul intre gradientul de temperatura si densitatea fluxului termic, respectiv :

R = sau = [m²K/W] ( 4 )

Relatia este valabila pentru un element de constructie alcatuit dintr-un singur strat de grosime " d " , avand coeficientul de conductivitate termica "

In proiectarea higrotermica se mai utilizeaza ca marimi derivate din rezistenta termica:

f. Coeficientul de transfer termic sau transmitanta termica ( U ), reprezinta fluxul termic in regim statioar, raportat la aria de transfer si la diferenta de temperatura a mediilor situate de o parte si de alta a unui sistem sau element si este dat de relatia :

U = (W/m²K) ( 5 )

Relatia ( 5 ) se obtine pornind de la definitia de mai sus astfel :

U = (6 )

g.    Coeficientul de cuplaj termic al unei suprafete, dat de relatia:

L = (W / K) ( 7 )

si reprezinta fluxul termic care se propaga printr-un element de constructie de arie A si rezistenta termica R pentru un gradient de temperatura de 1 ⁰C.

h. Coeficientul liniar de transfer termic , care tine seama de influenta unei punti termice liniare, fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic [ W / m . K ].

j. Coeficientul punctual de transfer termic , care tine seama de influenta unei punti termice punctuale fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic [ W / K ].

Acesti coeficienti ( si ) se folosesc pentru determinarea rezistentei termice corectate ( R^' ). In tabelele 1 ..73 din Normativ C 107/3 - 2005 se dau valorile acestor coeficienti pentru o serie de detalii curent urilizate .

4. Proiectarea exigentelor de performanta higrotermica si a cirteriilor asociate, in regim stationar

Intre exigentele de performanta higrotermica exista o conditionare si interferenta reciproca , putandu-se afirma ca unele exigente pot fi considerate principale, deoarece prin respectarea lor se realizeaza implicit, cel putin partial si celelalte exigente. Este cazul exigentei de performanta privind consumul optim de energie , a carei proiectare corecta se rasfrange si asupra celorlalte exigente. Urmare acestei idei, ordinea de tratare a proiectarii va incepe cu exigenta de performanta privind consumul de energie necesara incalzirii .

4.1. Proiectarea exigentei de performanta privind consumul de energie necesara incalzirii cladirilor

Relatia edificatoare pentru inginerii constructori si pentru arhitecti in proiectarea exigentei de mai sus este cea care ofera cantitatea de caldura necesara pentru incalzirea unui metru cub din volumul incalzit al cladirii, pe durata de incalzire dintr-un an:

[KWh/(m³∙an)] ( 8)

in care:

24 este numarul de ore dintr-o zi;   

1000 - transformarea din W in KW;

G - coeficientul global de izolare termica a cladirii, in W/(m³K .

C - coeficient care introduce performantele sistemului de producere si de distribuire a energiei necesare incazirii cladirilor.

numarul anual de grade-zile de calcul, corespunzator loca1itatii unde este amplasata cladirea, calculat pentru temperatura interioara medie in perioada de incalzire ( _i) si pentru temperatura medie exterioara zilnica, ( _eo = + 12 C), care marcheaza inceperea si oprirea incalzirii, in K zile; Valorile sunt date in Ghidul GP 058/2000.

Q_i - aportul de caldura din locuirea cladirii, aferent unui m³ din volumul incalzit al cladirii, in KWh/(m³∙an);    

Q_s - aportul de caldura provenit din radiatia solara, aferent unui m³ din volumul incalzit al cladirii, in KWh/(m³∙an);

Din relatia (8),ne vom ocupa doar de coeficientul global de izolare termica a cladirii ( G ) .

5. PROIECTAREA COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICA A CLADIRII ( G )

Nivelul de izolare termica globala a cladirii este corespunzator , daca se realizeaza conditia : G ≤ GN W/(m³K) (9 )

in care

GN, este coeficientul global normat de izolare termica , si a carei valori sunt date in Normativ C 107/1 - 2005 , ANEXA 2 , in functie de regimul de inaltime al cladirii si de raportul A / V (aria totala a anvelopei cladirii raportata la volumul incalzit al acesteia).

Coeficientul global de izolare termica a cladirii ( G ) are doua componente:

G = G_l + G₂ [W/(m³K)] ( 10)

in care:

G_l - reprezinta fluxul de caldura pierduta prin transmisie directa, prin anvelopa cladirii, raportat la volumul incalzit si la gradientul de temperatura intre mediul interior si cel exterior, in W/(m³K); G_l se mai numeste componenta energetica a coeficientului global de izolare termica;

G₂ - fluxul de caldura necesar pentru incalzirea aerului exterior infiltrat prin neetanseitatile tamplariei exterioare si prin ventilarea naturala nedirijata sau dirijata a cladirii, raportat la volumul incalzit al cladirii si la gradientul de temperatura intre mediul interior si cel exterior, in W/(m³K); G₂ se mai numeste componenta de calitate a aerului a coeficientului global de izolare termica;

5.1. Proiectarea componentei de calitate a aerului a coeficientului global de izolare termica G ₂

Relatia de calcul este urmatoarea

G₂ = 0,34 n W/(m³K) ( 8.11)

In care

in W h/ (m³k ) , reprezinta produsul dintre capacitatea calorica masica si densitatea aerului ;

n - viteza de ventilare naturala a cladirii, respectiv numarul de schimburi de aer pe ora ( h^-1 ).

Valorile lui " n " se iau din C 107/1 - 2005 , ANEXA 1 .

5.2. Proiectarea componentei energetice a coeficientului global de

izolare termica G ₁

Conform definitiei, componenta energetica a coeficientului global de izolare termica este raportul intre fluxul termic si produsul dintre volumul incalzit al cladirii si diferenta dintre temperatura aerului interior si a aerului exterior, fiind dat de relatia:

[W/(m³K)] ( 15)

relatie la care se ajunge plecand de la expresia generala a fluxului termic:

[ W ]

In relatia ( 15 ) marimile au semnificatia :

Aj -sunt ariile caracteristice ale zonelor anvelopei , respectiv a elementelor anvelopei (pereti exteriori, planseu sub terasa sau planseu de pod dupa caz, planseu peste subsol neincalzit sau pivnita , placa pe sol , etc ) in m² .

- rezistentele termice corectate a elementelor anvelopei (vezi elementele prezentate mai sus ), in m²K/W;

_j - factorul de corectie al temperaturilor exterioare ariilor A_j, dat de relatia:

t_j [ - ] ( 16)

T_i este temperatura conventionala de calcul a aerului interior, care, pentru cladirile de locuit, in perioada de iarna este de +20 ºC .

T_e este temperatura conventionala de calcul a aerului exterior, care pentru perioada de iarna se ia din harta climatica ( vezi punctul 1.2. - a.1. )

T_uj este temperatura spatiilor neincalzite din cladire spre care se pierde caldura, respectiv temperatura in exteriorul suprafetelor de arie A_j , se determina printr-un calcul de bilant termic conform C 107/3 - 2005 , punctul 8 .

Pentru calcule in fazele de proiectare, in Normativ C 107/1 - 2005 se pot considera urmatoarele valori ale lui t_{j :}

1,0 pentru pereti exteriori , respectiv pentru usi si ferestre

0,9 pentru planseu de pod ; 0,5 pentru planseu subsol neincalzit, pivnite

V - volumul incalzit al cladirii, in m³ .

L_j ^' - coeficientul de cuplaj termic corectat, in W/K , conform relatiei

5.2.1. Calculul suprafetei anvelopei A_j si a volumului incalzit V al cladirii

Din punct de vedere higrotermic suprafata totala a anvelopei cladirii este alcatuita din suma tuturor suprafetelor elementelor de constructie care delimiteaza mediul interior incalzit, de mediul exterior, sau de un mediu (spatiu) mai putin incalzit, dupa cum urmeaza

- suprafata opaca a peretilor

- suprafata ferestrelor si usilor exterioare

- suprafata planselor peste ultimul nivel, sub terase sau sub poduri, dupa caz;

- suprafata planseelor peste pivnite sau subsoluri neincalzite;

- suprafata placilor in contact cu solul

- suprafata peretilor in contact cu solul

- suprafata peretilor si a planseelor care separa volumul incalzit al cladirii, de spatii adiacente neincalzite;

Aceste suprafete (arii) se determina astfel :

Ariile peretilor se calculeaza pe baza urmatoarelor dimensiuni

- pe orizontala, dimensiunile interioare ale peretilor exteriori (perimetrul cladirii masurat pe fata interioara a peretilor exteriori

- pe verticala, intre fata superioara a pardoselii de la primul nivel incalzit pana la fata interioara a tavanului ultimului nivel incalzit;

Ariile tamplariei - conform dimensiunilor nominale ale golurilor;

Ariile orizontale pentru plansee, se calculeaza pe baza dimensiunilor conturului interior al peretilor exteriori, ignorandu-se existenta peretilor interiori structurali sau nestructurali

A;a cum am precizat mai sus aria anvelopei cladirii se calculeaza ca suma tuturor ariilor elementelor de constructie perimetrale ale cladirii prin care au loc transferuri de caldura.

Volumul cladirii " V " - reprezinta volumul delimitat, pe contur, de fetele interioare ale elementelor de constructie perimetrale.

Volumul V include atat incaperile incalzite direct (cu elemente de incalzire) cat si cele incalzite indirect (camari, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scarii, putul liftului si alte spatii comune).

Nu se cuprind in volumul incalzit al cladirii: camerele de pubele, verandele, precum si balcoanele si logiile, chiar in situatia in care ele sunt inchise cu tamplarie exterioara .

5.2.2. Calculul rezistentei termice corectate ( si a coeficientului de cuplaj termic corectat (

La elementele de constructie cu alcatuire neomogena, marimile de mai sus se calculeaza tinand seama de influenta puntilor termice asupra devierii fluxului de caldura de la normala pe suprafata lor. In situatia de mai sus sunt aproape toate elementele anvelopei cladirilor, cu sau fara zone vitrate.

Pentru o suprafata de arie A cu alcatuire caracteristica, rezistenta termica corectata si coeficientul de cuplaj termic au expresiile:

[m²K/W] ( 17 )

[W/K] ( 18)

in care :

R este rezistenta termica unidirectionala, calculata in camp curent, respectiv in zona cu alcatuire predominanta, in m²K/W;

r - coeficientul de reducere a rezistentei termice unidirectionale tinand seama de influienta puntilor termice (in cazul structurilor din zidarie puntile termice sunt considerate elemente din beton, cum sunt centurile, buiandrugii, stalpisorii din beton, precum si zonele vulnerabile de la colturi, intersectii etc

Pentru a se determina insa, rezistentele termice corectate respectiv coeficientul de cuplaj termic corectat, trebuie mai intai sa determinam rezistenta termica si coeficientul de cuplaj termic ca marimi unidirectionale, pe zone caracteristice a unui element de constructie sau pe tip de element de constructie .

A. Calculul rezistentei termice ( R ) si a coeficientului de cuplaj termic ( L ) ca marimi unidirectionale

In regim stationar, in cazul fluxului unidirectional, rezistenta termica defineste capacitatea elementului de constructie care separa doua ambiante de temperaturi diferite de a se opune propagarii fluxului termic care il strabate.

a)    - cazul elementelor de constructii omogene ( fig. 8.1 )

Fig.1

Relatia generala de calcul a rezistentei termice pentru un element de constructie omogen, care se opune propagarii fluxului de caldura unidirectional, este de forma:

R = R_si + R_s + R_se (m²K/W) ( 19 )

Coeficientul de cuplaj termic este dat de raportul:

L = [W/K] (20)

In relatiile 19 si 20 marimile au semnificatiile:

R _Si - este rezistenta termica la schimbul de caldura intre mediul interior si fata interioara a elementului de constructie si este data de relatia:

R_si = (m²K/W) ( 21 )

coeficient de transfer termic prin suprafata interioara

R_Se - rezistenta la schimbul de caldura intre suprafata exterioara a elementului si mediul exterior si este data de relatia:

R_se = (m²K/W) ( 22 )

coeficient de transfer termic prin suprafata exterioara;

R_S    - rezistenta termica la schimbul de caldura prin conductie, prin elementul de constructie de grosime " d " , care are o anumita conductivitate si este data de relatia:

R_s = (m²K/W) ( 23 )

Valorile coeficientilor _i si _e si ale rezistentelor termice R_si si R_se sunt date in Normativ C 107/3 - 2005 . Valorile coeficientului de conductivitate termica pentru gama uzuala de materiale de constructie sunt prezentate in Normativ C 107/3 - 2005

b)   - cazul elementelor de constructie stratificate, cu straturi perpendiculare pe fluxul termic (fig.2)

Este situatia cea mai des intalnita in cazul elementelor de constructie, deoarece nici un element de constructie nu este alcatuit doar dintr-un singur strat .

Rezistenta termica insumeaza rezistentele termice ale celor trei medii, cu observatia ca pentru mediul al II-lea, rezistenta la permeabilitate termica este suma rezistentelor straturilor componente. Ca urmare, rezistenta termica unidirectionala este data de relatia:

R = R_si + ΣR_sj + R_se [m²K/W] (24 )

Fig. 2

Coeficientul de cuplaj termic este dat de relatia 18.

In cazul in care in alcatuirea constructiva intervin straturi de grosime variabila, cum sunt straturile de beton de panta, acestea se introduc in calcul cu grosimea medie.

c)    - cazul elementelor de constructie cu straturi de aer

In acest caz rezistenta termica in mediul II, cuprinde si rezistenta R_a a straturilor de aer.

R = R_si + R_sj + ∑R_ai + Rse [m²K/W] (25)

Rezistenta R_ai a straturilor de aer se calculeaza conform Normativului C107/3-05, Anexa E

Coeficientul de cuplaj termic este dat de relatia 18.

B.   Calculul rezistentei termice corectata ( R' )

a. Calculul rezistentei termice corectata utilizand coeficientul de reducere " r " stabilit pe baza experientei de proiectare

Pentru fazele preliminare de proiectare ( PAC, PT ) si pentru cladiri de mica importanta sau cu repetabilitate redusa, Normativul C107/1-2005 recomanda pentru coeficientul de reducere " r " valori in limitele de mai jos:

r = 0,55 - 0,80 pentru pereti exteriori;

r = 0,75 - 0,85 pentru plansee terasa si de pod;

r = 0,80 - 0,90 pentru pereti la rosturi;

r = 0,65 - 0,75 pentru plansee peste subsol neincalzit, placi pe sol,

plansee sub bowindouri si peste ganguri.

Alegerea valorii coeficientului " r " in limitele de mai sus, ramane la latitudinea proiectantului, care va tine seama de alcatuirea constructiva a elementului de constructie, de procentul de punti termice si de gradul de corectare a acestora.

b. Determinarea coeficientului " r " prin metoda bazata pe campul plan si spatial de temperaturi

Aceasta metoda este prezentata in Normativul C107/3-05.

Coeficientul r de reducere a rezistentei termice unidirectionale se calculeaza cu relatia:

r = [-] ( 32 )

in care:

A este aria de calcul, in m², care poate fi un element de inchidere sau o portiune din acesta, pe care se gasesc punti termice liniare si/sau punctuale (agrafe, dornuri, bolturi expandabile);

R - este reistenta termica unidirectionala aferenta elementului de inchidere

- coeficient specific liniar, care introduce efectul defavorabil al puntilor termice liniare de pe aria A, in W/mK;

l - lungimea puntilor termice liniare, in m;

- coeficient specific punctual, care introduce efectul defavorabil al puntilor

termice punctuale, in W/K.

Normativul C107/3-05 cuprinde tabele cu valorile coeficientilor si pentru diferite alcatuiri constructive si pozitii reciproce ale elementelor anvelopei cladirilor, calculate cu programul de calcul CIMPPLAN si CIMPSPAT, pentru grosimi uzuale si pentru conductivitati termice conventionale ale materialelor de constructie.

Deoarece sunt necesare numeroase adaptari si interpolari de valori, utilizarea metodei presupune de asemenea o anumita experienta de proiectare termica.

Desigur ca avand determinate rezistentele termice corectate pe elemente de constructie, acestea se pot compara cu rezistentele termice minime R _min normate , care sunt date in Normativ C107

Relatia de verificare este : R^' > R _min

C. Rezistenta termica si coeficientul de cuplaj, cu valori corectate

pentru zonele vitrate

Rezistenta termica corectata , in m²K/W, care tine seama de alcatuirea zonelor vitrate, formate de regula din toc, cercevele si geam in cazul ferestrelor si din toc, zona opaca si eventual geam in cazul usilor, este data in Normativul C107/3-05 , tabelul V, [ m²K/W ] .

Pentru alte alcatuiri decat cele din tabel, Normativul C107/3-05 prezinta o metodologie mai complexa de calcul .

Avand calculate ariile zonelor caracteristice ale elementelor de constructie

(suprafata opaca a peretilor exteriori, suprafata tanmplariei exterioare in functie de specificul si tipul acesteia, suprafata planseului sub terasa sau planseu de pod dupa caz, suprafata planseului peste subsol sau placa pe sol), rezistentele termice corectate ale acestor suprafete, am determinat pe _j - factorul de corectie al temperaturilor exterioare si volumul incalzit, putem determina valoarea coeficientului global de izolare termica, G₁ - componenta energetica a coeficientului global de izolare termica.

D. CAZ PARTICULAR - CALCULUL ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE IN CONTACT CU SOLUL

a. Placa pe sol

Placa pe sol este un planseu cu o alcatuire constructiva specifica, care reazema direct pe pamant, la nivelul CTS sau peste acest nivel.

In alcatuirea placii pe sol intra toate straturile cuprinse intre cota superioara a pardoselii ( 0,00) si cota superioara a pamantului natural sau a pamantului de umplutura (grosimea f).

Placa pe sol include o placa de beton armat, straturile pardoselii, stratul termoizolant, hidroizolatia orizontala si eventual strat de pietris sub placa.

-coeficient de transfer termic corectat aferent placii pe sol de suprafata A;

z - inaltimea de la fata superioara a pardoselii, la CTS (cota terenului sistematizat);

h - inaltimea de la fata superioara a placii de beton armat la CTS;

U - coeficient de transfer termic corectat aferent peretelui de la parter.

a.1. Rezistenta termica corectata a placii pe sol si respectiv coeficientul de transfer termic corectat = , se determina cu relatia :

[ W / m² K ] ( 33 )

in care :

A - aria incaperii sau a intregului parter [ m² ] ;

l - lungimea conturului exterior al cladirii, aferente suprafetei A [ m ] ;

R₁ - rezistenta termica unidirectionala a tuturor straturilor cuprinse intre cota 0,00 si cota stratului invariabil CSI [ m² k / W ] ;

CSI - cota stratului invariabil, respectiv nivelul la care temperatura in pamant este constanta tot timpul anului (nivelul pana la care se resimt oscilatiile anuale ale temperaturilor exterioare).

Cota CSI este considerata la adancimea de 7,0 m de la CTS si este alcatuita din doua zone distincte, prinind de la CTS in jos astfel:

dp₁ = 3,0 m si dp₂ =4,0 m;

Tp - temperatura pamantului la cota CSI, care are urmatoarele valori

Zona I = + 11 ^o C

Zona II = + 10 ^o C

Zona III = + 9 ^o C

Zona IV = + 8 ^o C

- diferenta de temperatura intre T_i si T_P ;

diferenta de temperatura intre T_i si T_e ;

- coeficientul liniar de transfer termic aferent conturului exterior al cladirii in [ W/ mk ] - determinat conform tabelelor 1...10 din normative C107/5-2005

R₁ = [ m² k / W ] ( 34 )

= f

Valorile si se pot calcula atat pentru fiecare incapere in parte cat si pentru intraga suprafata a paterului .

Daca detaliul de alcatuire a soclului este acelasi pe tot conturul exterior al cladirii, la calculul valorilor si pentru ansamblul cladirii, in locul termenului , considera urmatoarea forma : , in care P este perimetrul cladirii .

Relatiile de calcul de mai sus sunt precum si tabelele aferente sunt valabile pentru incaperile incalzite amplasate peste CTS, avand : 0,20 m ≤ z ≤ 1,50 m .

Conductivitatea termica de calcul aferenta celor doua straturi de la CTS pana la CSI este urmatoarea:

- pentru primul strat , respectiv pentru dp₁ = 2,0 [W/m.K] (= 2,0 )

- pentru al oilea strat respectiv pentru dp₂ = 4,0 [W/m.K ] (= 4,0 )

Conductivitatea termica de calcul aferenta stratului de umplutura de pamant este aceeasi cu a lui stratului d respectiv, = 2,0 W/(mK)