Performanta termica a cladirilor. Calculul temperaturii interioare a unei încaperi în timpul verii fara climatizare. Metode de calcul simplificate

Introducere

Cunoasterea temperaturii interioare a unei încaperi în sezonul cald este necesara pentru diverse scopuri cum ar fi:

a)      definirea caracteristicilor unei încaperi în stadiul de proiect, în vederea prevenirii sau limitarii supraîncalzirii în timpul verii;

b)      evaluarea necesitatii unei instalatii de racire.

Temperatura interioara este influentata de mai multi parametri cum ar fi datele climatice, caracteristicile anvelopei, ventilarea si aporturile interne. Temperatura interioara a unei încaperi în sezonul cald poate fi determinata prin utilizarea unor metode de calcul detaliate. EN ISO 13791 stabileste ipotezele si criteriile care trebuie sa fie îndeplinite pentru evaluarea conditiilor interioare în timpul verii fara climatizare. Totusi, pentru o serie de aplicatii metodele de calcul bazate pe EN ISO 13791 sunt prea detaliate. Metodele simplificate provin mai mult sau mai putin din aceeasi descriere a proceselor de transfer de caldura într-o cladire. Fiecare metoda de calcul îsi are propriile ipoteze simplificatoare, valori fixate, conditii la limita speciale si arie de valabilitate. O metoda simplificata poate fi implementata în mai multe moduri. În general simplificarea maxim admisibila a metodei de calcul si datele de intrare sunt determinate de cantitatea si exactitatea datelor de iesire.

Acest document defineste nivelul, cantitatea si exactitatea datelor de iesire si simplificarea admisibila a datelor de intrare.

În partea normativa a acestui standard nu este inclusa o anumita metoda de calcul. În anexa A se prezinta, cu titlu de exemplu, doua metode de calcul. Acestea se bazeaza pe simplificarea proceselor de transfer de caldura care garanteaza cantitatea si exactitatea datelor de iesire si pe simplificarea datelor de intrare cerute de acest standard.

Utilizarea acestor metode simplificate de calcul nu implica excluderea altor metode din domeniul standardizarii, si nici nu împiedica dezvoltarea ulterioara a acestora. Articolul 6 prezinta criteriile care trebuie satisfacute în vederea asigurarii conformitatii unei metode cu acest document.

1        Domeniu de aplicare

Acest document stabileste datele de intrare necesare pentru metodele de calcul simplificate în vederea determinarii valorilor maxime, medii si minime zilnice ale temperaturii operative a unei încaperi în sezonul cald:

a)      pentru definirea caracteristicilor unei încaperi în vederea evitarii supraîncalzirii în timpul verii, în stadiul de proiect;

b)      pentru definirea necesitatii prevederii unei instalatii de racire.

Articolul 6 prezinta criteriile care trebuie îndeplinite de o metoda de calcul în vederea satisfacerii acestui document.

2        Referinte normative

Urmatoarele documente de referinta sunt indispensabile pentru aplicarea prezentului document. Pentru referintele datate se aplica numai editia citata. Pentru referintele nedatate, se aplica ultima editie a documentului de referinta (inclusiv modificarile).

EN 410, Glass in building – Determination of luminous and solar characteristics of glazing.

EN 673, Glass in building – Determination of thermal transmittance (U value) – Calculation method.

EN 13363-1, Solar protection devices combined with glazing – Calculation of solar and light transmittance – Part 1: Simplified method.

EN ISO 6946, Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation method (ISO 6946:1996).

EN ISO 7345:1995, Thermal insulation – Physical quantities and definitions (ISO 7345:1987).

EN ISO 10077-1, Thermal performance of windows, doors and shutters – Calculation of thermal transmittance – Part 1: Simplified method (ISO 10077-1:2000).

EN ISO 13370, Thermal performance of buildings – Heat transfer via the ground – Calculation methods (ISO 13370:1998).

EN ISO 13786, Thermal performance of building components – Dynamic thermal characteristics – Calculation methods (ISO 13786:1999).

EN ISO 13791:2004, Thermal performance of buildings – Calculation of internal temperatures of a room in summer without mechanical cooling – General criteria and calculation procedures (ISO 13791:2004).

3        Termeni, definitii, simboluri si unitati de masura

3.1    Termeni si definitii

Pentru utilizarea acestui standard se aplica termenii si definitiile prezentate în EN ISO 7345:1995 si în cele ce urmeaza.

3.1.1
mediu interior

spatiu închis delimitat de mediul exterior sau de spatii adiacente printr-un element de anvelopa

3.1.2
element al încaperii

perete, plafon, acoperis, pardoseala, usa sau fereastra care separa încaperea de spatii adiacente sau de mediul exterior

3.1.3
aer al încaperii

aer în încapere

3.1.4
temperatura a aerului interior

temperatura aerului din încapere

3.1.5
temperatura a suprafetei interioare

temperatura suprafetei interioare a fiecarui element al anvelopei

3.1.6
temperatura medie radianta

temperatura uniforma a suprafetei unei incinte în care un ocupant ar schimba aceeasi cantitate de caldura prin radiatie ca în incinta reala, neuniforma

3.1.7
temperatura operativa

temperatura uniforma a unei incinte în care un ocupant ar schimba aceeasi cantitate de caldura prin radiatie si convectie ca în incinta reala, neuniforma

NOTA – Pentru simplificare se pot utiliza valoarea medie a temperaturii aerului si temperatura medie radianta a încaperii.

3.2    Simboluri si unitati de masura

Pentru utilizarea acestui document se aplica urmatoarele simboluri si unitati de masura.

Indici

4        Date de intrare si rezultate

4.1    Ipoteze

Pentru utilizarea acestui standard se fac urmatoarele ipoteze de baza:

încaperea este considerata un spatiu închis delimitat de elemente de închidere;

temperatura aerului este uniforma în întreaga încapere;

diversele suprafete ale elementelor de închidere sunt izoterme;

proprietatile termofizice ale materialelor care compun elementele de închidere sunt constante;

conductia termica prin fiecare element de închidere este unidimensionala;

spatiile de aer din interiorul elementelor de anvelopa se considera ca straturi de aer marginite de doua suprafete izoterme;

temperatura medie radianta se calculeaza ca medie ponderata cu suprafata a temperaturilor radiante ale fiecarei suprafete interioare;

temperatura operativa se calculeaza ca valoare medie aritmetica a temperaturii aerului interior si temperaturii medii radiante;

distributia radiatiei solare la nivelul suprafetelor interioare ale încaperii nu depinde de timp;

distributia spatiala a componentei radiative a fluxului termic datorat surselor interioare este uniforma;

transferurile de caldura prin radiatie de unda lunga si prin convectie la nivelul fiecarei suprafete interioare se trateaza separat;

dimensiunile fiecarui component se masoara la partea interioara a fiecarui element de închidere;

efectele puntilor termice asupra transferului de caldura se neglijeaza.

4.2    Conditii la limita si date de intrare

4.2.1        Conditii la limita

4.2.1.1   Generalitati

Elementele anvelopei se împart în:

elemente exterioare: acestea cuprind elementele care separa mediul interior de exterior si de alte zone (adica pod, sol, spatiu tehnic);

elemente interioare: acestea cuprind elementele (verticale si orizontale) care separa mediul interior de alte încaperi care pot fi considerate ca având aceleasi conditii de temperatura.

4.2.1.2   Elemente exterioare

Elementele exterioare sunt acelea care separa încaperea de mediul exterior si de zone aflate la conditii de temperatura diferite (de exemplu pod, sol, spatiu tehnic).

Conditiile la limita constau în valori orare definite pentru:

temperatura aerului exterior;

intensitatea radiatiei solare pentru fiecare orientare;

temperatura boltii ceresti;

temperatura aerului pentru zonele adiacente care nu pot fi considerate la aceleasi conditii de temperatura ca încaperea examinata.

Pentru elemente în contact cu solul temperatura exterioara se considera ca fiind valoarea medie lunara a temperaturii aerului exterior.

4.2.1.3   Elemente interioare

Elementele interioare sunt acelea care separa mediul interior de alte încaperi care pot fi considerate ca având aceleasi conditii de temperatura.

Elementele interioare se considera a fi adiabatice, ceea ce înseamna ca valorile marimilor urmatoare se considera a fi aceleasi de cealalta parte a elementului:

temperatura aerului;

temperatura medie radianta;

radiatia solara absorbita de suprafata.

4.2.2        Coeficienti de transfer termic

Pentru utilizarea acestui document trebuie sa se utilizeze urmatoarele valori:

coeficient interior de transfer termic prin convectie                                        h_ci = 2,5 W/(m² K);

coeficient interior de transfer termic prin radiatie de unda lunga                  h_ri = 5,5 W/(m² K);

coeficient exterior de transfer termic prin convectie                                       h_ce = 8,0 W/(m² K);

coeficient exterior de transfer termic prin radiatie de unda lunga                  h_re= 5,5 W/(m² K);

coeficient interior de transfer termic superficial                                                h_i = 8,0 W/(m² K);

coeficient exterior de transfer termic superficial                                             h_e = 13,5 W/(m² K).

4.2.3        Parametri geometrici si termofizici ai anvelopei încaperii

4.2.3.1   Elemente opace

Pentru fiecare element sunt necesare urmatoarele date:

aria calculata cu utilizarea dimensiunilor interioare;

coeficientul de transmisie termica pentru vara (U*);

caracteristici de inertie termica [a se vedea EN ISO 13786];

pentru elemente exterioare, factorul de însorire si coeficientul de transmisie a energiei solare.

Coeficientul de transmisie termica pentru vara, U*, este dat de:

(1)

în care

U este coeficientul conventional de transmisie termica, cu rezistentele superficiale standard definite dupa cum urmeaza;

0,17 este suma rezistentelor superficiale conventionale interioare si exterioare asa cum se defineste în EN ISO 6946;

h_e este coeficientul exterior de transfer de caldura superficial definit la articolul 4.2.2;

h_i este coeficientul interior de transfer de caldura superficial definit la articolul 4.2.2.

Coeficientul de transmisie termica, U, poate fi determinat din:

elemente de constructie în contact cu aerul exterior: EN ISO 6946;

elemente de constructie în contact cu solul: EN ISO 13370.

Caracteristicile de inertie termica trebuie sa se determine în conformitate cu EN ISO 13786.

NOTA – Factorul de însorire este diferit de factorul de corectie pentru umbrire, definit în ISO 13790, care contine radiatia solara difuza.

Factorul de însorire, f_s, este dat de:

(2)

în care

A_s             este aria partii însorite a peretelui (a se vedea 6.3);

A este aria totala a peretelui.

Coeficientul de transmisie a energiei solare, g, este raportul dintre fluxul termic prin element datorat absorbtiei radiatiei solare si radiatia solara incidenta. Acesta este dat de:

element fara spatiu de aer (sau cu spatiu de aer închis):

(3)

în care  este coeficientul de absorbtie directa a radiatiei solare al suprafetei exterioare.

Element cu spatiu de aer deschis (aer exterior):

(4)

în care

f_v este coeficientul de ventilare extras din tabelul 1 în functie de ventilarea spatiului de aer;

S_fc este coeficientul de absorbtie a radiatiei solare pentru spatiul de aer închis;

S_fv este coeficientul de absorbtie a radiatiei solare pentru spatiul de aer ventilat, dat de:

                                                                                                                  (5)

în care

U*_e este coeficientul de transmisie termica între mediul exterior si spatiul de aer conform relatiei (1);

U*_i este coeficientul de transmisie termica între mediul interior si spatiul de aer conform relatiei (1);

h_e               este coeficientul exterior de transfer termic superficial (definit la articolul 4.2.2);

a este coeficientul de absorbtie directa a radiatiei solare al suprafetei exterioare a elementului;

cu

h' = h_c (h_c + 2 h_r )/ h_r                                                                                                                                                                                                                                                             (6)

în care

h_c este coeficientul de transfer termic convectiv între suprafata stratului de aer ventilat si aerul din spatiul respectiv;

h_r este coeficientul de transfer termic radiativ între cele doua suprafete ale stratului de aer.

Se utilizeaza urmatoarele valori: h_c = 5 W/(m²·K) h_r = 5 W/(m²·K)

h' = 15 W/(m²·K),

Tabelul 1 prezinta coeficientul de ventilare f_v în functie de raportul dintre aria spatiului de aer (A_c) si aria peretelui (A_w).

Aria spatiului de aer este aria de curgere a aerului; aria peretelui este aria de transfer de caldura prin conductie.

Tabelul 1 – Coeficient de ventilare f_v

În lipsa unei valori reale masurate, coeficientul de absorbtie a radiatiei solare directe al suprafetei exterioare poate fi extras din tabelul 2 în functie de culoarea acesteia.

Tabelul 2 – Coeficient de absorbtie a radiatiei solare directe al suprafetei exterioare

4.2.3.2   Elemente transparente

Pentru fiecare element transparent sunt necesare urmatoarele date:

aria calculata incluzând rama;

coeficientul de transmisie termica pentru vara (valoarea U*);

coeficientul de transmisie a radiatiei solare totale (g) ( în EN 410);

factorul secundar de aporturi solare (q_i) al vitrajului prin convectie si radiatie de unda lunga datorat absorbtiei radiatiei solare;

factorul tertiar de transfer termic (S_f3) al vitrajului prin ventilare datorat absorbtiei radiatiei solare;

factorul de însorire datorita obstacolelor exterioare f_s.

Coeficientul de transmisie termica pentru vara, U*, se determina cu ajutorul relatiei (1).

Coeficientul de transmisie termica, U, se determina în conformitate cu EN 673 si EN ISO 10077-1.

Coeficientul de transmisie a radiatiei solare directe, (), si factorii secundar si tertiar de transfer termic S_f2 si S_f3 se determina din EN 13363-1.

a)      Factor al aporturilor solare catre aer

Factorul aporturilor solare catre aer, f_sa, reprezinta partea din caldura solara care intra în încapere prin vitraj care este imediat transferata aerului interior. Aceasta parte depinde de prezenta elementelor interioare cu capacitate termica foarte scazuta si de coeficientul de reflexie al suprafetelor interioare ale încaperii. Aceasta se presupune a fi independenta de timp si, daca nu se specifica altfel, se pot utiliza valorile din anexa informativa G din EN ISO 13791:2004.

b)      Factor de reducere solar

Factorul de reducere solar, f_sl, reprezinta partea din caldura solara care intra în încapere prin vitraj si care este reflectata înapoi catre exterior. Aceasta depinde de pozitia soarelui, de proprietatile solare, dimensiunile si expunerea sistemului de vitraj, de geometria încaperii si de coeficientul de reflexie al suprafetelor interioare ale încaperii. Aceasta se presupune a fi independenta de timp. Daca nu se specifica altfel, se pot utiliza valorile f_sl din anexa informativa G din EN ISO 13791:2004.

NOTA – Procedura pentru evaluarea factorului de însorire datorita obstacolelor exterioare f_s poate fi stabilita în standarde nationale. O astfel de procedura este indicata în anexa C.

4.2.3.3   Elemente speciale

a)      Tavan sub pod

Elementul format din plafon, spatiu de aer si acoperis se considera ca un singur element orizontal cu transfer de caldura unidimensional. Spatiul de aer este considerat ca un spatiu de aer închis si este tratat conform EN ISO 6946.

b)      Planseu pe sol

Solul format din pardoseala si pamânt se considera ca un singur strat orizontal, care poate include un spatiu de aer. Transferul de caldura prin acest element este suma dintre o valoare medie lunara si un termen variabil. Valoarea medie lunara se calculeaza utilizând temperaturile medii interioare si exterioare si (considerata constanta si egala cu valoarea medie lunara) coeficientul de transmisie termica determinat conform EN ISO 13370. Termenul variabil se calculeaza presupunând diferenta medie de temperatura egala cu zero. Adâncimea pamântului se considera a fi 0,5 m.

c)      Pivnita

O pivnita poate fi considerata ca o încapere adiacenta cu temperatura aerului fixata.

d)      Spatiu tehnic

Un spatiu tehnic este tratat ca o pardoseala pe sol conform EN ISO 13370.

4.2.4        Numar de schimburi de aer

Numarul de schimburi de aer depinde de etanseitatea anvelopei si de deschiderea oricaror usi si ferestre.

În stadiul de proiectare numarul de schimburi de aer se exprima ca o functie de:

amplasarea cladirii;

regimul de ventilare a aerului;

numarul de fatade prevazute cu ferestre.

Amplasarea poate fi clasificata astfel:

în centrul orasului;

în zona suburbana;

în zona deschisa / neadapostita.

Regimul de ventilare a aerului se refera la programul de deschidere si închidere a ferestrelor si la faptul ca ferestrele pot fi amplasate pe una sau mai multe fatade.

Se considera urmatoarele programe de timp:

ferestre deschise ziua si noaptea;

ferestre închise ziua si noaptea;

ferestre închise pe durata zilei si deschise pe durata noptii.

NOTA – Datele referitoare la deschiderea si închiderea ferestrelor precum si la numarul orar de schimburi de aer pot fi definite la nivel national. În anexa B se prezinta exemple de valori adecvate ale numarului de schimburi de aer.

4.2.5        Aporturi interne

Aporturile interne provin din iluminat, echipamente si ocupanti. Regimul de transfer de caldura datorat aporturilor interne este strâns legat de comportamentul ocupantilor si de destinatia încaperii.

NOTA – Datele referitoare la programul de timp de utilizare al încaperii precum si fluxul termic pentru fiecare tip de utilizare se pot defini la nivel national. Daca nu sunt disponibile informatii, pot fi utilizate valorile incluse în anexa D.

4.3    Date de iesire

Rezultatele calculelor sunt valorile zilnice maxima, medie si minima ale temperaturii operative a încaperii considerate în conditii interioare si exterioare definite.

5        Procedura de calcul

Procedura de calcul se bazeaza pe urmatoarele etape:

a)      definirea datelor climatice ale amplasamentului;

b)      definirea încaperii pentru care este necesara verificarea;

c)      definirea elementelor de închidere ale anvelopei încaperii (arie, expunere, conditii la limita);

d)      calculul parametrilor termofizici (conditii de regim stationar si tranzitoriu) si coeficientul de transmisie a energiei solare al elementelor opace si transparente;

e)      definirea regimului de ventilare;

f)       definirea aporturilor interne;

g)      evaluarea valorilor zilnice maxima, medie si minima ale temperaturii operative.

Nivelul de exactitate a procedurii de calcul trebuie sa fie verificat utilizând procedura de validare prezentata la articolul 6, conducând la o clasificare în una din trei clase de exactitate 1, 2 si 3 (a se vedea 6.2).

6        Proceduri de validare

6.1    Introducere

Acest document nu impune o anumita metoda de calcul pentru evaluarea temperaturii operative a unei încaperi si nici pentru calculul factorului de însorire. Cazurile utilizate la articolul 6 se bazeaza pe EN ISO 13791.

6.2    Procedura de validare pentru metoda de calcul

6.2.1        Generalitati

Modelul de validare include calculul temperaturii operative în conditii periodice pentru mai multe cazuri indicate în cele ce urmeaza, precum si compararea acestor valori cu cele din tabelul 11.

6.2.2        Geometrie

Valorile caracteristicilor geometrice ale încaperilor (pe baza dimensiunilor exterioare) se prezinta în tabelul 3.

Tabelul 3 – Date ale încaperii

Geometria încaperii se prezinta în figura 1.

Figura 1 – Geometrii ale încaperilor A si B

6.2.3        Descriere a elementelor

Caracteristicile termofizice ale peretilor, plafonului si pardoselii sunt prezentate în tabelul 4. Proprietatile termofizice ale foilor de geam care compun vitrajul si umbrirea exterioara sunt prezentate în figura 2.

În ceea ce priveste cazurile de încercat, proprietatile solare ale foilor de geam nu depind de unghiul de incidenta. Proprietatile optice ale fiecarei foi se prezinta în tabelul 5.

Legenda

1    Umbrire exterioara (sau oblon)

2    Strat exterior, 6 mm

3    Strat exterior, 6 mm

Figura 2 – Sistem de vitraj dublu cu dispozitiv de umbrire exterior

Tabelul 4 – Proprietati termofizice ale componentelor opace

Tabelul 5 – Caracteristici solare ale elementului transparent si de umbrire pentru toate unghiurile de incidenta

6.2.4        Combinatie de elemente

Se considera trei combinatii ale elementelor asa cum se prezinta în tabelul 6. Numerele din tabelul 6 se refera la tipurile de pereti din tabelul 4. Pentru definirea termenului adiabatic a se vedea 4.2.1.3.

Tabelul 6 – Caz de încercat

6.2.5        Date climatice

Datele climatice sunt prezentate în tabelele 7, 8 si 9.

Tabelul 7 – Radiatie solara în ziua de 15 iulie

Se accepta orice combinatie a parametrilor solari care conduc la valorile indicate în tabelul 7.

Tabelul 8 – Temperatura aerului exterior pentru climatul A (15 iulie)

Tabelul 9 – Temperatura aerului exterior pentru climatul B (15 iulie)

Valorile radiatiei solare si ale temperaturilor prezentate în tabelele 7, 8 si 9 corespund valorilor instantanee la orele indicate (de exemplu intensitatea radiatiei solare este 225 W/m˛ pentru o suprafata orizontala la ora 6:00). Evolutia pe durata unei ore se presupune a fi liniara între valorile de la începutul si sfârsitul orei.  Datele de intrare trebuie sa fie adaptate pentru fiecare metoda de calcul cu respectarea acestor ipoteze.

Temperatura boltii ceresti este egala cu temperatura aerului exterior.

6.2.6        Surse interioare de energie

Fluxul termic total datorat surselor interioare raportat la aria pardoselii este prezentat în tabelul 10. Transferul de caldura se presupune a se face la nivelul încaperii prin convectie si radiatie în proportii egale (50% pentru fiecare).

Tabelul 10 – Flux termic total datorat surselor interioare de energie raportat la aria pardoselii

Valoarea totala zilnica a aporturilor interne este 117 Wh/m˛.

6.2.7        Regim de ventilare

Se considera trei regimuri de ventilare diferite, cu urmatoarele schimburi de aer:

a)      1 h^-1, constant;

b)      0,5 h^-1 de la 06:00 pâna la 18:00 si 10 h^-1 de la 18:00 pâna la 06:00;

c)      10 h^-1 constant.

Caracteristicile aerului sunt urmatoarele:

caldura specifica masica: 1008 J/(kg K);

masa volumica: 1,139 kg/mł.

6.2.8        Rezultate ale încercarilor

Pentru fiecare încercare trebuie sa se calculeze urmatoarele date, determinate în conditii periodice:

valoarea medie zilnica a temperaturii operative, _op,av

valoarea minima zilnica a temperaturii operative, _op,min

valoarea maxima zilnica a temperaturii operative, _op,max

Valoarea maxima si valoarea minima sunt extrase din cele 24 valori orare obtinute ca medie pentru fiecare ora (de exemplu de la 07:00 la 08:00).

NOTA – Informatii suplimentare sunt prezentate în lucrarea scrisa de P. Romagnoni si J.R. Millet în ASHRAE Transactions 2002, V. 108, Pt 2.

Tabelul 11 – Valori de referinta ale temperaturii operative

Fiecare caz de încercat se încadreaza într-una din clasele 1, 2, 3 pe baza diferentei D dintre valoarea calculata si valoarea de referinta. Procedura considerata este încadrata conform celui mai slab rezultat al încercarii. Pentru cele trei clase, limitele D sunt dupa cum urmeaza. Se definesc urmatoarele clase:

Clasa 1                 ±1 K

Clasa 2            +2, -1 K

Clasa 3            +3, -1 K

6.3    Procedura de validare pentru factorul de însorire datorita obstacolelor exterioare

Calculul factorului de însorire, definit la 4.5.3.5 din EN ISO 13791:2004, trebuie validat pentru o suprafata verticala cu urmatoarele dimensiuni:

Înaltime: 2,8 m

Latime: 3,6 m

Figura 3 – Dimensiuni ale peretelui pentru cazurile de încercat

Calculul se refera la ziua de 15 iulie, latitudine 52° N. Procedura de validare consta în trei cazuri de încercat.

Figura 4a – Încercarea nr. 1: Proeminenta orizontala infinita – orientare Sud (emisfera nordica)

Figura 4b – Încercarea nr. 2: Logie – orientare Sud (emisfera nordica)

Figura 4c – Încercarea nr. 3: Ecran lateral dreapta infinit – orientare Vest

Figura 4 – Cazuri de încercat

Tabelul urmator prezinta rezultate pentru factorul de însorire de referinta (f_s) obtinute pentru cele trei cazuri de încercat.

Tabelul prezinta de asemenea, pentru informare, valoarea proiectiei unghiului solar azimutal în raport cu vectorul (Q) perpendicular pe perete.

Tabelul 12 – Valori de referinta ale factorului de însorire

Pentru fiecare caz în parte, diferenta dintre f_s calculat si valoarea de referinta trebuie sa fie mai mica decât 0,05.

Anexa A
(informativa)

Exemplu de solutie model

A.1  Introducere

Aceasta anexa prezinta doua exemple de metode de calcul simple pentru evaluarea temperaturii operative a unei încaperi în conformitate cu tipurile de date de intrare definite în acest document.

Metodele de calcul se bazeaza pe urmatoarea reprezentare a proceselor de transfer de caldura:

a)    O retea de rezistente si capacitati (model cu trei noduri RC) pentru transferul de caldura între mediul interior si cel exterior;

b)    Separarea contributiei regimului stationar de contributia regimului variabil descrisa prin parametri de transfer de caldura armonici predeterminati (procedura admitantei).

A.2  Model cu trei noduri RC

A.2.1 Prezentare

Modelul de calcul se bazeaza pe simplificarile transferului de caldura între mediile interior si exterior indicate în figura urmatoare.

Figura A.1 – Retea de rezistente si capacitati (model cu trei noduri RC)

Conform acestei reprezentari componentele anvelopei se împart astfel:

componente exterioare opace usoare;

componente exterioare opace masive;

componente transparente;

componente interioare.

Nodurile relevante sunt definite în raport cu:

q_a,_i temperatura aerului interior;

q_s temperatura stea;

q_m temperatura masei;

q_ei temperatura aerului exterior;

q_es, q_em temperatura exterioara echivalenta a componentelor exterioare.

Rezistentele echivalente (K/W) si capacitatea termica (J/K) dintre mediile interior si exterior considerate sunt:

R_ei rezistenta termica datorata ventilarii aerului;

R_es, R_em                 rezistenta termica a componentelor exterioare între exterior si interior;

R_is, R_ms                                    rezistenta termica aferenta schimburilor de caldura între suprafetele interioare si aerul interior;

C_m capacitate termica a elementelor de închidere.

Fluxurile termice (W) considerate sunt:

F_i fluxul termic în nodul q_i

F_s fluxul termic în nodul q_s

F_m fluxul termic în nodul q_m

Pentru fiecare component sunt necesari urmatorii parametri:

A.2.2 Determinarea temperaturii aerului si a temperaturii operative

Solutia model se bazeaza pe schema Crank-Nicolson considerând un pas de timp de o ora. Temperaturile sunt medii între momentele t si t - 1 cu exceptia q_m,t si q_m,t-1 care sunt valori instantanee la momentele t si t - 1.

Pentru un pas de timp dat, q_m,t se calculeaza pornind de la valoarea anterioara q_m,t-1 cu:

q_m,t q_m,t-1 ( C_m / 3600 – 0,5 (H₃+H_em) + F_mtot] / [C_m / 3600 + 0,5 (H₃+H_em)]                           (A.1)

Pentru pasul de timp considerat, valorile medii ale temperaturilor în noduri sunt date de:

q_m q_m,t q _m,t-1) / 2                                                                                                                         (A.2)

q_s = [H_ms q_m F_s + H_es q_es + H₁ (q_ei F_i / H_ei )] / ( H_ms + H_es + H₁ )                                               (A.3)

q_i = [H_is q_s + H_ei q_ei F_i ] / ( H_is + H_ei )                                                                                              (A.4)

si temperatura operativa (medie între temperatura aerului si temperatura medie radianta) este data de:

q_op q_i + (1+ h_ci / h_rs) q_s - h_ci q_i / h_rs] / 2                                                                                           (A.5)

cu

h_rs = 1,2 h_ri

H₁ = 1 / (1 / H_ei + 1 / H_is )

H₂ = H₁ + H_es

H₃ = 1 / (1 / H₂ + 1 / H_ms )

F_mtot F_m + H_em q_em + H₃ [F_s + H_es q_es +H₁ (F_i/ H_ei +q_ei)] / H₂

în care

H_ei este coeficientul de transfer termic datorat ventilarii aerului calculat cu relatia (A.6);

H_is este coeficientul de transfer termic datorat schimburilor interioare prin convectie si radiatie calculat cu relatia (A.7);

H_es este coeficientul de transfer termic global între mediul interior si cel exterior calculat cu relatia (A.8);

H_ms este coeficientul de transfer termic interior conventional calculat cu relatia (A.9);

H_em este coeficientul de transfer termic conventional între mediul exterior si suprafata interioara a componentelor masive calculat cu relatia (A.10);

C_m este capacitatea termica a componentelor anvelopei calculata cu relatia (A.11);

q_es este temperatura exterioara echivalenta a componentelor exterioare usoare calculata cu relatia (A.13);

q_em este temperatura exterioara echivalenta a componentelor exterioare masive calculata cu relatia (A.14);

F_i este fluxul termic catre nodul aer datorat surselor interioare sau aporturilor interne sau radiatiei solare directe sau aporturilor interne datorate stratului de aer ventilat al unei ferestre calculat cu relatia (A.21);

F_s este fluxul termic catre nodul stea datorat surselor interioare sau radiatiei solare directe calculat cu relatia (A.22);

F_m este fluxul termic catre nodul masa datorat surselor interioare sau radiatiei solare directe calculat cu relatia (A.23).

Calculul se repeta pentru mai multe perioade pâna când se obtine convergenta valorilor temperaturii interioare. Convergenta se obtine daca diferenta dintre temperaturile q_m pentru 24 h pentru doua perioade consecutive este mai mica decât 0,01 °C.

A.2.3     Termeni ai relatiilor (A.1), (A.2), (A.3), (A.4) si (A.5)

Diversii termeni sunt urmatorii:

Coeficienti de transfer termic

Coeficientul de transfer termic datorat ventilarii aerului:

H_ei = caldura specifica a aerului masa volumica a aerului n V / 3600                                      (A.6)

cu n: numarul de schimburi de aer pe ora; V: volumul încaperii

H_is = A_t  / ( 1/h_ci - 1/h_is ) (A.7)

cu

h_is = h_ci + h_rs ;

A_t este aria totala expusa a componentelor catre mediul interior

H_es = H_T1 + H_Tw                                                                                                                                     (A.8)

cu

H_es corespunde componentelor exterioare opace usoare (H_Tl) si ferestrelor (H_Tw).

H_ms = h_is A_m                                                                                                                                           (A.9)

A_m se calculeaza cu relatia (A.12).

H_em = 1/ (1/H_Th - 1/H_ms)                                                                                                                   (A.10)

                                                                                                                                     

H_Th corespunde componentelor exterioare opace masive.

Capacitatea termica a structurii C_m se calculeaza conform EN ISO 13786 pentru o perioada de variatie de 24 h:

                                                                                                                                (A.11)

cu

C_i este capacitatea termica interioara echivalenta a componentului;

A_i este componentului;

c este numarul de componente catre mediul interior;

(de exemplu componentele interioare si exterioare).

Aria echivalenta a masei termice A_m se calculeaza cu:

                                                                                                                             (A.12)

Temperaturi exterioare echivalente

q_es q_ei F_sl / H_es                                                                                                                             (A.13)

q_em q_ei F_sh /H_Th                                                                                                                           (A.14)

Intensitatea radiatiei solare incidenta pe suprafata componentelor anvelopei cladirii se determina cu:

I_sr = f_s I_D + I_d + I_r

în care

f_s este factorul de însorire;

I_D este componenta directa a intensitatii radiatiei solare incidente pe suprafata;

I_d este componenta difuza a intensitatii radiatiei solare incidente pe suprafata;

I_r este componenta reflectata a intensitatii radiatiei solare incidente pe suprafata.

Fluxul termic datorat radiatiei solare absorbite si radiatiei catre bolta cereasca prin componentele usoare (opace si transparente) se calculeaza cu:

                                                        (A.15)

Fluxul termic datorat radiatiei solare absorbite si radiatiei catre bolta cereasca prin partea opaca a componentelor masive se calculeaza cu:

                                                                                                       (A.16)

Fluxuri termice catre temperaturile din noduri

Fluxul termic datorat radiatiei solare transmise în mod direct prin ferestre se calculeaza cu:

                                                                                                             (A.17)

Fluxul termic total datorat radiatiei solare transmise prin cresterea de temperatura a aerului care trece prin straturile interioare de aer ventilat al unei ferestre se calculeaza cu:

                                                                                                                      (A.18)

Fluxurile termice datorate surselor interioare se calculeaza cu:

                                                                                                                              (A.19)

                                                                                                                                 (A20)

în care

s este numarul surselor interioare;

F_intc este fluxul termic convectiv al fiecarei surse interioare;

F_intr este fluxul termic radiativ al fiecarei surse interioare.

Fluxurile termice catre nodurile de temperatura se calculeaza cu :

F_i F_svl + f_sa F_sd F_intc catre nodul aer (A.21)

F_s = P_rs (1 - f_sa) F_intr + P_rsd F_sd catre nodul stea (A.22)

F_m = P_rm (1 - f_sa) F_intr + P_rmd F_sd catre nodul masa (A.23)

în care

P_rs si P_rm sunt sunt partile din aporturile interne radiative corespunzatoare nodurilor q_s si q_m

P_rs = (A_t - A_m - H_es/ h_is) / A_t                                                                                                               (A.24)

P_rm =A_m /A_t                                                                                                                                         (A.25)

P_rsd and P_rmd sunt partile din aporturile solare directe radiative corespunzatoare nodurilor q_s si q_m, presupunând ca radiatia solara de unda scurta întoarsa catre fereastra este luata deja în considerare în coeficientul de reducere a radiatiei solare f_sl.

P_rsd = [A_t - A_m - A_w - (H_es/ h_is)] / (A_t - A_w)                                                                                         (A.26)

P_rmd =A_m /(A_t - A_w)                                                                                                                             (A.27)

A_w este aria totala a ferestrei, calculata cu:

în care

l este numarul de componente opace usoare;

w este numarul de componente transparente;

h este numarul de componente opace masive;

S_f este factorul solar al fiecarui component opac;

S_f1 este coeficientul de transmisie a radiatiei solare directe al ferestrei;

S_f2 este factorul solar secundar al ferestrei;

S_f3 este factorul de transfer termic tertiar al ferestrei;

I_sr este intensitatea radiatiei solare incidente pe suprafata;

f_sl este factorul de reducere a radiatiei solare pentru ferestre;

f_s este factorul de însorire datorat obstacolelor exterioare, provenit din EN 410;

f_sa este factorul de aporturi solare catre aer definit în EN 410;

q_er este densitatea fluxului termic dinspre mediul exterior catre bolta cereasca.

A.3  Procedura admitantei

A.3.1     Parametri termofizici ai componentelor anvelopei

Parametri de transfer de caldura

- perete exterior :

- coeficient de transmisie termica U*,

- amortizare Fa si defazare  a densitatii de flux termic la nivelul suprafetei interioare rezultate în urma unei variatii armonice a temperaturii la nivelul suprafetei exterioare

- factor de suprafata F_s

- admitanta Y_e

- perete interior:

- factor de suprafata F_s

- admitanta Y_i

Parametri solari

- componente opace:

factor solar S_f

factor de însorire datorat obstacolelor exterioare f_s

- componente transparente:

coeficient de transmisie a radiatiei solare directe S_f1 ( în EN 410)

factor de transfer termic secundar catre interior S_f2

factor de transfer termic tertiar S_f3

factor de însorire f_s

Parametrii tranzitorii ai componentelor opace se determina cu ajutorul celor patru elemente ale matricei de transfer Z evaluata conform EN ISO 13786 pentru o perioada de timp de 24 h, utilizând urmatoarele rezistente superficiale:

component exterior:                                                           suprafata interioara R_si = 0,22 m² K /W

suprafata exterioara R_se = 0,075 m² K /W

component interior:                                                           suprafata interioara R_si = 0,22 m² K /W

suprafata exterioara R_si = 0,22 m² K /W

NOTA – Aceste valori se refera la o încapere cu doi pereti exteriori si un plafon exterior. Aceasta geometrie se considera de referinta pentru calculul parametrilor tranzitorii.

Procedura pentru determinarea parametrilor tranzitorii, ceruti prin metoda de calcul, sunt urmatorii:

Factor de amortizare si defazare

Factorul de amortizare se calculeaza prin modulul numarului complex definit ca:

                                                                                                                                      (A.28)

                                                                                                                                              (A.29)

Z₁₂,Z₂₂, etc. sunt termeni ai matricei Z (a se vedea mai sus). Defazarea se calculeaza cu:

                                                                                                                          (A.30)

în care

Im este partea imaginara a numarului complex f_c;

Re este partea reala a numarului complex f_c.

Argumentul este evaluat în domeniul de la pâna la 0 radiani. În acest caz reprezinta defazarea.

Pentru componente transparente factorul de amortizare este considerat a fi egal cu 1, defazarea este considerata a fi 0.

Factor de suprafata F_s

component exterior:

                                                                                                                             (A.31)

component interior:

                                                                                                                             (A.32)

în care

reprezinta modulul unui numar complex.

Admitanta Y

component exterior:

                                                                                                                                        (A.33)

component interior:

                                                                                                                                    (A.34)

A.3.2     Calcul al temperaturii aerului interior

A.3.2.1 Generalitati

Temperatura aerului interior la un moment de timp dat t se calculeaza cu:

                                                                                                     (A.35)

în care

_T este sarcina termica (determinata la A.3.2.2.1), in W;

Y_T este admitanta totala a anvelopei, în W/K;

H_T este coeficientul de transfer termic total al anvelopei, în W/K;

_ai,m este valoarea medie zilnica a temperaturii aerului interior, în °C;

c este caldura specifica a aerului de ventilare (1000 J/kg);

m este debitul masic, în kg/s.

A.3.2.2  Termeni inclusi în relatia (A.35)

A.3.2.2.1 Sarcina termica _T

Sarcina termica la moment de timp oarecare t se calculeaza cu:

                                                                                  (A.36)

în care

_co este sarcina termica datorata transmisiei caldurii;

_sr este sarcina termica datorata radiatiei solare;

f_c este un factor de corectie;

f_r este un factor de corectie;

_v este sarcina termica de ventilare;

_este este sarcina termica a surselor interioare;

_sv este sarcina termica datorata factorului solar de ventilare.

Sarcina termica datorata transmisiei caldurii _co

Sarcina termica datorata transmisiei caldurii, _co, la un moment de timp oarecare t se calculeaza cu:

                                                                                                          (A.37)

în care

p este numarul componentelor opace;

w este numarul componentelor transparente;

_op,j este sarcina termica prin transmisie pentru componentul opac j;

_w,j este sarcina termica prin transmisie pentru componentul transparent j.

Sarcina termica prin transmisie pentru componentul opac se calculeaza cu:

                                                                                    (A.38)

în care

U este coeficientul de transfer termic pentru fiecare component;

A este aria;

_{et - j} este temperatura exterioara la momentul (t - );

           este defazarea;

_e,m este valoarea medie zilnica a temperaturii exterioare;

F_a este factorul de amortizare.

Sarcina termica prin transmisie pentru componentul transparent se calculeaza cu:

                                                                           (A.39)

în care

S_f2 este factorul secundar de transfer termic interior;

U* este coeficientul de transmisie termica;

I_sr este intensitatea radiatiei solare totale care afecteaza suprafata exterioara;

f_s este factorul de însorire datorita obstacolelor exterioare;

q_er este fluxul termic de la suprafata exterioara catre bolta cereasca;

h_e este coeficientul de transfer termic exterior.

Temperatura exterioara se calculeaza cu:

component exterior opac

                                                                                                                                                                                                       (A.40)

în care

_ae este temperatura aerului exterior;

S_f1 este factorul solar;

I_sr este intensitatea radiatiei solare totale;

f_s este factorul de însorire;

q_er este densitatea de flux termic prin radiatie de la suprafata exterioara catre bolta cereasca;

h_e este coeficientul de transfer termic exterior.

Factorii de corectie f_c si f_r se calculeaza cu:

                                                                                               (A.41)

în care

H_T este coeficientul total de transfer termic al anvelopei definit cu relatia (A.45);

A_T este aria totala a anvelopei.

Sarcina termica datorata radiatiei solare

Sarcina termica datorata radiatiei solare prin componentele transparente se calculeaza cu:

                                                                                             (A.42)

în care

F_sm este factorul de suprafata al anvelopei;

_er este fluxul termic datorat radiatiei solare prin componentele transparente;

_erm este valoarea medie zilnica a fluxului termic datorat radiatiei solare prin componentele transparente.

Fluxul termic datorat radiatiei solare prin componentele transparente se calculeaza cu:

                                                                                                    (A.43)

în care

f_t este factorul de rama;

w este numarul componentelor transparente;

A_w este aria fiecarui component inclusiv rama;

I_sr este intensitatea radiatiei solare totale pe suprafata exterioara;

f_ex este factorul de expunere;

f_s este factorul de însorire datorita obstacolelor exterioare.

Factorul de rama f_t se poate considera 0,9.

Factorul de expunere este indicat în tabelul A.1 în functie de expunerea vitrajului.

Tabelul A.1 – Coeficienti de expunere

Fluxul termic zilnic datorat radiatiei solare prin componentele transparente se calculeaza cu:

                                                                                                                     (A.44)

Coeficienti H_T, Y_T, f_sm

Coeficientul total de transfer termic H_T se calculeaza cu:

                                                                                                                            (A.45)

în care

d este numarul componentelor exterioare.

Admitanta totala a anvelopei se calculeaza cu:

                                                                                                                                  (A.46)

în care

n este numarul elementelor anvelopei;

Y_j este admitanta fiecarui component;

A_j este aria fiecarui component.

Admitanta elementelor transparente se calculeaza cu:

                                                                                                                           (A.47)

în care

U*_w este coeficientul de transmisie termica al componentului transparent;

0,1 este un factor de corectie datorat schimburilor de caldura interioare prin radiatie de unda lunga.

Factorul de suprafata al anvelopei F_sm se calculeaza cu:

                                                                                                                            (A.48)

A.3.2.2.2             Calcul al sarcinii termice de ventilare

Sarcina termica de ventilare la un moment de timp oarecare se calculeaza cu:

                                                                                                                              (A.49)

în care

c este caldura specifica a aerului de ventilare [1000 J/(kg K)];

m este debitul masic, în kg/s;

_ae este temperatura aerului exterior, în °C.

A.3.2.2.3             Calcul al sarcinii termice datorate surselor de caldura interioare

Sarcina termica datorata surselor de caldura interioare la un moment de timp oarecare se calculeaza cu:

                                                                                                                                  (A.50)

în care

s este numarul surselor de caldura interioare;

_is este fluxul termic datorat fiecarei surse de caldura interioare.

A.3.2.2.4 Calcul al sarcinii termice datorate factorului solar de ventilare

Sarcina termica datorata factorului solar de ventilare S_f3 se calculeaza cu:

                                                                                                                 (A.51)

în care

w este numarul de componente transparente;

A este aria fiecarui component;

S_f3 este factorul solar de ventilare;

f_s este factorul de însorire;

I_sr este intensitatea a radiatiei solare totale.

A.3.2.3 Valoare medie zilnica a temperaturii aerului interior

Valoarea medie zilnica a temperaturii aerului interior se calculeaza cu:

                                                                            (A.52)

A.3.3   Temperatura medie radianta

Valorile temperaturii medii radiante, mediate pe toate suprafetele componentelor, la un moment de timp oarecare se calculeaza cu:

                                                       (A.53)

în care

n este numarul componentelor;

A este aria fiecarui component;

h_ci este coeficientul de transfer termic convectiv interior.

A.3.4   Temperatura operativa

Temperatura operativa la un moment de timp oarecare se calculeaza cu:

                                                                                                                          (A.54)

Anexa B
(informativa)

Schimburi de aer pentru ventilare naturala

B.1  Introducere

Aceasta anexa prezinta valori ale numarului de schimburi de aer pentru ventilare naturala. Valorile au fost determinate prin aplicarea procedurii incluse în EN ISO 13791.

B.2  Evaluarea numarului de schimburi de aer pentru ventilare naturala

B.2.1 Generalitati

În tabelele urmatoare numarul de schimburi de aer pe ora se determina în functie de aria deschiderii ferestrei S_a si pentru urmatoarele doua situatii:

ferestre amplasate numai pe o fatada;

ferestre amplasate pe doua fatade.

Factorul de deschidere al ferestrei S_a se defineste ca raportul dintre aria efectiva a deschiderii ferestrei si aria totala a ferestrei.

B.2.2     Ferestre amplasate numai pe o fatada

Tabelul B.1 – Ferestre deschise ziua si noaptea

Tabelul B.2 – Ferestre deschise pe durata noptii si închise pe durata zilei

B.2.3      Ferestre amplasate pe doua fatade

Tabelul B.3 – Ferestre deschise ziua si noaptea

Tabelul B.4 – Ferestre deschise pe durata noptii si închise pe durata zilei

În cazul în care exista perdele, factorul de deschidere S_a se multiplica cu 0,9 (perdea usoara) sau 0,5 (perdea grea).

Anexa C
(informativa)

Evaluarea ariei umbrite a unei suprafete plane datorita obstacolelor exterioare

C.1 Introducere

Aceasta anexa prezinta o procedura pentru determinarea factorului de însorire f_s al unei suprafete plane în cazul existentei unor obstacole cum ar fi proeminente, ecrane laterale, glafuri la ferestre si alte cladiri.

C.2 Procedura de calcul

În cazul în care exista obstacole exterioare, suprafata exterioara a peretelui poate fi partial umbrita. Factorul de însorire f_s se defineste ca raport între aria însorita si aria totala a componentului. Cele mai importante obstacole sunt proeminentele orizontale, ecranele verticale laterale, glafuri la ferestre si alte cladiri. Cele mai simple forme de elemente de umbrire (un obiect care produce umbrire) sunt rectilinii, având axa mare orizontala sau verticala si axa mica paralela cu sau perpendiculara pe fatada. Astfel de elemente includ proeminente, cercevele, pervazuri si glafuri la ferestre. Cu referire la figura C.1, distanta de umbrire verticala x_v produsa de un element orizontal de lungime infinita se calculeaza cu:

x_v = d tan/cos                                                                                                                                   (C.1)

în care

 este unghiul solar azimutal al peretelui;

 este unghiul solar de altitudine;

d este adâncimea elementului de umbrire.

Figura C.1 – Umbrire orizontala

Distanta de umbrire orizontala x_h se calculeaza astfel:

x_h = d tan                                                                                                                                            (C.2)

Unghiurile solare  si  depind de pozitia soarelui si sunt influentate de:

latitudinea locului;

timp (ora si ziua);

orientarea si înclinarea fatadei.

Daca  este unghiul solar azimutal, unghiul azimutal al peretelui  se determina astfel:

                                                                                                                                  (C.3)

în care  este unghiul dintre perpendiculara la peretele considerat si directia Sud.

Conventional, se considera urmatoarele ipoteze:

Dupa ce au fost determinate coordonatele x_h si x_v, se determina aria umbrita a componentelor, tinându-se seama de urmatoarele ipoteze:

daca x_h si x_v sunt mai mari decât dimensiunile componentului, atunci se considera umbrire completa;

daca acestea sunt mai mici, atunci aria umbrita se determina dupa cum urmeaza:

A_s = w d [tan/cos ]+ h d tan- d₂ tan tan/cos                                                            (C.4)

în care

w este adâncimea fatadei;

h este înaltimea fatadei;

d este adâncimea elementului de umbrire.

În general, relatia (C.4) poate fi considerata valabila atunci când raportul dintre proeminenta orizontala si lungimea fatadei este mai mare decât 3.

Pentru ecrane laterale verticale infinite (figura C.2), aria umbrita se determina astfel:

A_s = x_h d                                                                                                                                                 (C.5)

în care x_h se determina cu relatia (C.2).

Figura C.2 – Ecran lateral vertical infinit

Anexa D
(informativa)

Aporturi interne

D.1 Introducere

Aceasta anexa prezinta valori tipice ale fluxului termic datorat surselor interioare de energie pentru cladiri de locuit si cu alta destinatie.

D.2 Cladire de locuit

Tabelul D.1 prezinta valorile fluxului termic total datorat surselor interioare pentru diverse încaperi ale cladirilor de locuit exprimate în Watt pe suprafata pardoselii.

Tabel D.1 – Flux termic raportat la aria pardoselii (W/m²)

D.3 Cladire cu alta destinatie decât de locuit

Pentru o cladire cu alta destinatie decât de locuit efectul surselor interioare poate fi foarte important. În tabelul urmator D.2 se prezinta valori sugerate ale aporturilor de caldura care pot fi atribuite persoanelor, instalatiei de iluminat si echipamentelor de birou.

Tabelul D.2 – Aporturi interne de la persoane, instalatia de iluminat si echipamente de birou în cladiri de birouri si restaurante

Anexa E
(informativa)

Exemple de calcul

E.1  Caracteristici ale încaperii

În figura E.1 se prezinta detalii ale alcatuirii ferestrei, iar în figura E.2 este ilustrata geometria încaperii. Proprietatile termofizice ale anvelopei încaperii sunt prezentate în tabelele E.1, E.2 si E.6. Datele geometrice sunt sintetizate în figura E.2 si tabelul E.5. Datele climatice sunt sintetizate în tabelul E.3. Aporturile interne sunt prezentate în tabelul E.4. Acest caz corespunde cazului de încercare B1a din procedura de validare.

Tabel E.1 – Vitraj dublu cu umbrire exterioara – Caracteristici ale vitrajului si umbririi

R_se = 0,074 m² K/W; R_ec = 0,080 m² K/W; R_ic = 0,173 m² K/W; R_si = 0,125 m² K/W

 si  sunt coeficientul de transmisie a radiatiei solare directe, respectiv coeficientul de reflexie a radiatiei solare directe pentru fiecare component.

Figura E.1 – Vitraj dublu

Figura E.2 – Geometria încaperii

Tabelul E.2 – Proprietati termofizice ale componentelor opace

Tabelul E.3 – Date climatice B (Latitudine 52°N)

Tabelul E.4 – Flux termic datorat surselor de caldura interioare raportat la suprafata pardoselii

Ventilare:

a)    1 schimb de aer pe ora

Conditii la limita

Coeficient de transfer termic convectiv exterior:                     h_c,e = 8,0 W/(m² K)

Coeficient de transfer termic convectiv interior:                  h_c,i = 2,5 W/(m² K)

Coeficient de transfer termic radiativ                                     h_r,e = 5,5 W/(m² K) (toate suprafetele)

(valabil pentru  = 0,9 si T_mrt = 303 K)

Coeficient de absorbtie a radiatiei solare pentru toate suprafetele peretelui   _sr = 0,6

Tabelul E.5 – Caracteristici ale elementelor încaperii

Tabelul E.6 – Parametri geometrici si termofizici

Volum al încaperii                                                                                                                       55,44 m³

Aria totala a componentelor                                                                                                     90,58 m²

E.2  Exemplu de calcul pentru modelul RC3 noduri

A_t = 90,58 m²

A_w = 7    m²

Capacitatea termica a structurii raportata la volum se calculeaza astfel:

C_m = 850 (3,08 141 + 7 15 + 40,88 10,8 + 19,8 8 + 19,8 107) = 2769 kJ/K

A_m = 36 m² calculata conform relatiei (A.12)

H_ei = 0,32 1 55,44 = 17,75

h_rs = 1,2 5,5 = 6,6 W/(m² K)

h_ir = 2,5 + 6,6 = 9,1 W/(m² K)

H_ir = 90,58 / [ (1/ 2,5 – 1/ 9,1 )] = 312,22 W/K

H_er = 7 2,21 = 15,47 W/K

H_th = 3,08 0,486 = 1,497 W/K

H_mr = 9,1 36 = 327,6 W/K

H_em = 1 / (1/ 1,497 – 1/ 327,6) = 1,504 W/K

P_rs = 0,5838

P_rm = 0,3974

P_rsd = 0,5489

P_rmd = 0,4307

Tabelul E.7 prezinta valorile urmatorilor parametri:

_es temperatura aer-soare a componentelor exterioare usoare, în °C

_em temperatura aer-soare a componentelor exterioare masive, în °C

F_i flux termic în nodul q_i

F_s flux termic în nodul q_s

F_m flux termic în nodul q_m

q_op                    Valoare calculata a temperaturii operative

Tabelul E.7 – Valori ale temperaturilor aer-soare, ale fluxului termic si ale temperaturii operative

Rezultate

Valorile temperaturii operative sunt:

valoare maxima orara                              36 1 °C

valoare medie                                           31 2 °C

valoare minima orara                               27 4 °C

E.3  Metoda admitantei

Parametri ceruti:

volum                                                                V = 55,44 m³

arie totala                                                         A_T = 90,56 m²

arie exterioara                                                  A_d = 10,08 m²

coeficient de transmisie termica mediu U^*_m = 0,189 W/(m² K)

factor de corectie                                             f_c = 0,964

factor de corectie                                             f_r = 0,941

factor de suprafata global f_sm = 0,689

coeficient de transfer termic                          H_T = 16,5 W/K

admitanta totala                                              Y_T = 130,74 W/K

Tabelul E.8 prezinta valorile urmatorilor parametri:

_op sarcina termica datorata transmisiei prin componente opace, în W

_w sarcina termica datorata transmisiei prin componente transparente, în W

_v sarcina termica de ventilare, în W

_sr sarcina termica datorata aportului solar prin componentul transparent, în W

_i sarcina termica datorata aporturilor interne, în W

Tabelul E.8 – Contributia la sarcina termica

m² K/W

m² K

W/K

Tabelul E.9 prezinta valorile urmatorilor parametri:

_a temperatura aerului

_mr temperatura medie radianta

_op temperatura operativa

Tabelul E.9 – Valori ale temperaturii interioare

Rezultate

Valorile maxima, medie zilnica si minima ale temperaturii operative sunt:

valoare maxima orara                              36,8 °C

valoare medie                                           31,0 °C

valoare minima orara                               27 4 °C

Anexa ZA
(normativa)

Referinte normative la publicatii internationale si corespondenta acestora cu publicatiile europene

Acest standard european contine prin referinte datate sau nedatate, prevederi din alte publicatii. Aceste referinte normative sunt citate în locurile adecvate din text, iar publicatiile sunt enumerate în cele ce urmeaza. Pentru referintele datate, amendamentele sau revizuirile ulterioare ale oricarora dintre aceste publicatii se aplica acestui standard european numai daca au fost incluse în acestea prin amendament sau revizuire. Pentru referintele nedatate se aplica ultima editie a publicatiei la care se face referire (inclusiv amendamentele).