VERIFICAREA TERMOENERGETICA A ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE

EXTERIOARE SI DIMENSIONAREA IZOLATIEI TERMICE NECESARE

1.1.Probleme generale

Din punct de vedere termic, elementele de constructii exterioare opace (pereti, terasa) trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

I.CONDITIA DE ASIGURARE A CONFORTULUI TERMIC UMAN, definita de relatia:

t_i- θ_i Δθ_imax    1

II.CONDITIA DE EVITARE A FENOMENULUI DE CONDENSARE a vaporilor de apa pe fata interioara a elementului de constructie exterioare, definita de relatia:

θ_i τ_RI+ (1..1,5 ^oC) 2

III.CONDITIA DE OPTIM din punct de vedere economic, definita de relatia:

In relatiile de mai sus s-au folosit urmatoarele notatii:

t_i - temperatura interioara conventionala de calcul (tab.4.2/pag.188);

θ_i - temperatura medie a suprafetei interioare a elementelor de constructie exterioare;

Δθ_imax - diferenta maxima a temperaturii admise intre temperaturile t_i si θ_i (tab.3.10/pag.166);

τ_RI - temperatura punctului de roua corespunzator starii aerului din interior (t_i si __i), (valorile se pot lua din tab.3.10/pag.166 sau utilizand diagrama i,x );

C - pretul de cost al unui element de constructie;

R₀ - rezistenta termica a unui element de constructie.

1.1.1.Rezistenta termica 'R₀' a unui element de constructie

In cazul peretilor plani si planseelor alcatuite din materiale omogene asezate perpendicular pe directia fluxului termic, rezistenta termica este data de relatia:

sau separand stratul de izolatie termica R_iz, relatia devine:

unde:

R_i - rezistenta la transfer termic superficial la nivelul suprafetei interioare a elementului de constructie R_i = 1/α_i (valoarea din tab.3.3/pag.148);

R_e - rezistenta la transfer termic superficial la nivelul suprafetei exterioare a elementului de constructie R_e = 1/α_e (valoarea din tab.3.3/pag.148);

R_j - rezistenta la transfer termic a stratului omogen j. Valoarea se calculeaza cu relatia:

in care - δ_j este grosimea stratului 'j' in m

- λ_j conductibilitatea termica a materialului stratului W/mK (se ia din tab.3.4/pag.148);

- b_j coeficientul de tasare al materialului stratului (tab.3.1/pag.146).

1.1.2.Rezistenta termica 'R₀^C' asigurarii confortului termic

Pentru calculul acestei rezistente termice se aplica relatia:

in care majoritatea termenilor au fost definiti mai sus. Singurul termen constituindu-l 't_e' - temperatura exterioara conventionala de calcul (tab.4.4/pag.190).

Conditia de asigurare a 'confortului termic' este data de relatia:

R₀ R₀^C 6

adica, rezistenta termica a elementului de constructie dat sa fie mai mica sau cel mult egala cu rezistenta termica de confort.

1.1.3.Rezistenta termica 'R₀^CO' evitarii fenomenului de condensare

Pentru calcului acestei rezistente termice, se aplica relatia:

unde se impune conditia: θ_i> τ_RI , sau pentru siguranta se ia in calcul:

θ_i= τ_RI+ (11,5) C 8

relatia 7 devine:

1.1.4.Rezistenta termica 'R₀^ec' economica

Aceasta este rezistenta termica a unui element de constructie exterior, care cu un cost minim sa poata asigura un confort termic optim. Valoarea ei se obtine calculand minimul functiei:

In cazul situatiei de fata, valoarea lui R₀^ec este data prin tema proiectului.

1.2.Algoritmul de calcul

1.2.1.Calculul rezistentei termice 'R₀'

a. Se completeaza rubricile 'R' si 'D' din tabelele 1-5 aferente elementului de constructie care se verifica cu ajutorul relatiilor:

in care:

s_24j - este coeficientul de asimilare termica pentru perioada oscilatiilor densitatii fluxului termic de 24 ore, al materialului stratului 'j' (W/m² k) : - dat prin tema; - indrumator tab.3.1/pag.148;

b. se calculeaza rezistenta globala de transfer termic a elementului de constructii (fara izolatie termica) R₀, cu relatia (4).

1.2.2.Verificarea elementelor de constructii exterioare la asigurarea confortului termic 'R₀^C'

a.Se calculeaza rezistenta termica minima necesara 'R₀^C' a elementului de constructie, aplicand relatia: (5);

b.Se compara rezistentele 'R₀' si 'R₀^C', R₀ R₀^C

- daca R₀ R₀^C - elementul corespunde d.p.d.v. al izolarii termice si asigura conditiile de confort.

- daca R₀<R₀^C - elementul nu asigura conditiile de confort si se iau masuri de izolare termica.

c.Se alege materialul de izolatie termica.

d.Se calculeaza grosimea izolatiei termice aplicand relatia (4)

din care:

sau:

de unde rezulta:

e.Se alege grosimea standardizata a izolatiei termice: δ_iz^STAB>δ_iz

f.Se recalculeaza valorile lui 'R₀' si 'D' aplicand relatiile (4) si (11).

g.Se compara valoarea reala 'R₀' cu valoarea stabilita 'R₀^C'; daca R₀>R₀^C se considera ca elementul de constructie asigura confortul termic in incapere si se trece la verificarea elementului la condensarea pe suprafata.

1.2.3.Verificarea elementelor de constructii exterioare la eliminarea fenomenului de condensare pe suprafate 'R₀^CO'.

a.Se calculeaza temperatura suprafetei interioare θ_i a elementului de constructie considerat cu relatia:

unde se ia rezistenta termica R₀ fara izolatie termica; valoarea se calculeaza cu aceeasi relatie (4).

b.Se determina temperatura punctului de roua a starii aerului din interior (τ_RI) utilizand: - diagrama i,x - unde pentru __i, t_i se obtine pentru (_=100%, t_i) valoarea τ_RI; - indrumator - tab.3.8/pag.159.

c.Se compara cele doua temperaturi tinand seama de relatia (8)

θ_i     τ_RI+(1+1,5) C.

- daca θ_i τ_RI + (1+1,5 C) se evita fenomenul de condensare;

- daca θ_i<τ_RI + (1+1,5 C) elementul de constructie nu corespunde d.p.d.v. al fenomenului de condensare, fiind necesar a se lua masuri de izolare termica.

d.Se calculeaza valoarea rezistentei termice 'R₀^CO' utilizand relatia (9)

e.Se calculeaza grosimea stratului de izolatie termica δ_iz dupa metodologia indicata in 1.2.2., rezultand:

f.Se alege o grosime standardizata a izolatiei termice: δ_iz^STAS>δ_iz

g.Se recalculeaza valoarea lui 'R₀' aplicand relatia (4).

h.Se compara valoarea reala 'R₀' cu valoarea impusa 'R₀^CO', si daca este indeplinita conditia: R₀>R₀^CO se considera ca elementul de constructie are rezistenta termica necesara eliminarii pericolului de condensare pe suprafata lui interioara.

1.2.4.Rezistenta termica din punct de vedere economic 'R₀^ec'.

Pentru calculele din proiect se va lua valoarea:

1.2.5.Discutii pe marginea rezistentelor termice

Calculul rezistentelor termice 'R₀', 'R₀^C', 'R₀^CO', 'R₀^ec' se face pentru elementele de constructii exterioare: terasa si pereti.

Intr-un tabel centralizator, se trec valorile rezistentelor sus mentionate; in calculele termotehnice ulterioare luandu-se valoarea rezistentei termice celei mari.