conf. dr. arh. Radu Pană

PUNŢI TERMICE1

Punţi termice

PUNŢI TERMICE

PUNTEA TERMICĂ

zonă a anvelopei unei clădiri în care fluxul termic este modificat semnificativ prin:

• penetrarea parţială sau totală a elementelor de construcţie perimetrale cu materiale având o conductivitate termică mai mare

• micşorarea grosimii elementului de construcţie

• o diferenţă între ariile suprafeţelor interioare şi cele exterioare (aşa cum se întâmplă la colţuri între pereţi sau la colţuri pereţi / planşee)

2

Punţi termice

CLASIFICARE

Clasificarea punţilor termice

1. După lungime

- Punţi termice liniare

- Punţi termice punctuale

3

Punţi termice

CLASIFICARE DUPĂ LUNGIME

zidărie cărămidă

beton armat

punte termicăliniară

punte termicăpunctuală

zidărie cărămidă

termoizolaţie

punte termicăpunctuală

agrafe metalice

zidărie cărămidă

4

Punţi termice

CLASIFICARE

Punţile termice punctuale pot fi independente (agrafe sau ploturi de legătură) sau pot proveni din intersecţia a două punţi termice liniare.

În general, efectul punţilor termice punctuale rezultate din intersecţia punţilor liniare se neglijează în calcule.

5

Punţi termice

PUNŢI TERMICE

Clasificarea punţilor termice

2. După alcătuire

- Punţi termice constructive

- Punţi termice geometrice

- Punţi termice mixte

6

Punţi termice

PUNŢI TERMICE CONSTRUCTIVE

zidărie/beton armat

beton armat / termoizolaţie

7

Punţi termice

PUNŢI TERMICE GEOMETRICE

Zona de colţ

(aria de transfer termic exterioară mai mare decât aria interioară)

8

Punţi termice

PUNŢI TERMICE MIXTE

Zona de colţ

zidărie + beton

Tâmplărie

zidărie

9

Punţi termice

EFECTE

- se schimbă cuantumul fluxului termic

- se modifică alura izotermelor şi a liniilor de flux termic

- se modifică temperaturile superficiale interioare

10

Punţi termice

EFECTE

1

2

3

11

Punţi termice

EFECTEflux termic

12

Punţi termice

EFECTEflux termic

13

flux termic

Punţi termice

EFECTE

14

Punţi termice

EFECTEflux termic

15

Punţi termice

EFECTE

16

flux termic

Punţi termice

EFECTEmodificare izoterme şi temperaturi interioare

17

Punţi termice

EFECTEvectori de flux de căldură

18

Punţi termice

EFECTEvectori de flux de căldură

19

Punţi termice

PUNŢI TERMICETsi = 17,6°C

Tsi = 12,5°CTsi = 17,6°C

Tsi = 14,0°C

Punte termică la tâmplărie (mixtă)

Punte termică constructivă

zidãrieTsi = 17,6°C

beton armat Tsi = 9,6°C

Punte termică de colţ

20

Punţi termice

MOD DE CALCUL(exact)

Rezistenţa termică corectată – R’

Coeficientul de transfer termic corectat – U’

( )AA

lRR

U ∑∑ +⋅

+==χψ1

'1'

R rezistenţa termică în câmp curent (specifică unidirecţională)

Ψ coeficient specific liniar de transfer termic

l lungimea punţii termice liniare

χ coeficient specific punctual de transfer termic

A suprafaţa elementului21

Punţi termice

RISC DE CONDENS

Ti = 20 °C

psi= 2340 Pa

ϕi = 60%

pvi = 1404 Pa

θr = 12,0 °C

zidărieTsi = 17,6°C

beton armat Tsi = 9,6°C

ϕi, condens = 51%

22

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

Eliminarea punţilor termice – doar rareori o opţiune

Recomandabil - alegerea unei soluţii de închidere care să îmbrace complet elementele structurale

Cel puţin - stratul termoizolant al faţadei, plasat spre exterior, să fie continuu.

23

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

24

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

Tsi, zidărie = 17,6°C

Tsi, beton = 13,9°C

25

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

Tsi, zidărie = 17,6°C

Tsi, beton = 15,5°Cm

in. 6

cm

26

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

Tsi, zidărie = 17,6°C

Tsi, beton = 16,8°C

min

. 6cm

min.20cmmin.20cm

27

Punţi termice

CORECTAREA EFECTELOR

Tsi = 14,5°C Tsi = 12,5°C Tsi = 9,5°C

28

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

294.20

.24 1.23 1.50 1.23 .24

365

3.96

.20

.45

1.50

2.85

2.85

4.20

Ψ1 Ψ2 Ψ1Ψ2

Ψ2

Ψ3

Ψ4

2.65

.20

Ψ5

1.50

35 .45

.15

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

Perete zidărie cărămidă plină 375 λ = 0,80 W/mK

Sâmburi şi centură beton armat λ = 1,74 W/mK

Tencuială exterioară mortar ciment λ = 0,93 W/mK

Tencuială interioară mortar ciment-var λ = 0,87 W/mK

Tâmplarie dublă de lemn

30

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

R (în câmp curent)

R = 1/8 + 0,02/0,87 + 0,365/0,8 + 0,03/0,93 + 1/24

R = 0,678 m2K/W

A (aria de calcul a elementului)

A = 4,20 x 2,85 – 1,50 x 1,50 = 9,72 m2

31

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

coeficienţi liniari de transfer Ψ

Ψ1 – (intersecţie

pereţi - tabel 1) = 0,03 W/m2 K

.24 1.23

Ψ1

32

365

Ψ2

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

coeficienţi liniari de transfer Ψ

Ψ2 – (tâmplărie

dublă (fără urechi) -tabel 51) == 0,09 W/m2 K

33

Ψ3

EXEMPLU DE CALCUL

34

Punţi termice

Ψ3 – (centură în ziduri –

Ψ1 tabel 21) = 0,04 W/m2

K

Ψ5 – (centură în ziduri –

Ψ2 tabel 21) = 0,14 W/m2

K

Ψ435 .4

5

.15

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

coeficienţi liniari de transfer Ψ

Ψ4 – (buiandrug

tâmpl. dublă - Ψ2tab. 55) = 0,39 W/m2 K

Ψ435 .4

5

.15

35

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

Punţi termice / coeficienţi liniari de transfer Ψ

Ψ1 – (intersecţie pereţi - tabel 1) = 0,03 W/m2 K

Ψ2 – (tâmplărie dublă - tabel 51) = 0,09 W/m2 K

Ψ3 – (centură în ziduri – Ψ1 tabel 21) = 0,04 W/m2 K

Ψ4 – (buiandrug tâmpl. dublă - Ψ2 tab. 55) = 0,39 W/m2 K

Ψ5 – (centură în ziduri – Ψ2 tabel 21) = 0,14 W/m2 K

36

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

( )AA

lRR

U ∑∑ +⋅

+==χψ1

'1'

Determinăm Σ(Ψ.l)

Ψ1 = 0,03 W/m2 K, l1= 2 x 2,85 m = 5,70 m

Ψ2 = 0,09 W/m2 K, l2= 1,5+1,5+1,5 m = 4,50 m

Ψ3 = 0,04 W/m2 K, l3= 4,20 m

Ψ4 = 0,39 W/m2 K, l4= 1,50 m

Ψ5 = 0,14 W/m2 K, l5 = 4,20 – 1,50 = 2,70 m

37

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

( )AA

lRR

U ∑∑ +⋅

+==χψ1

'1'

Determinăm Σ(Ψ.l)

1. 0,03 x 5,70 = 0,171

2. 0,09 x 4,50 = 0,405

3. 0,04 x 4,20 = 0,168

4. 0,39 x 1,50 = 0,585

5. 0,14 x 2,70 = 0,378Σ(Ψ.l) = 1,707

38

Punţi termice

EXEMPLU DE CALCUL

( )AA

lRR

U ∑∑ +⋅

+==χψ1

'1'

U’ = 1/0,678 + 1,707/9,72 = 1,6505 W/m2K

R’ = 1/1,6505 = 0,605 m2K/W

r = R’/R = 0,892 (89,2%)

39

Punţi termice

THERM

Program de modelare a transferului termic plan (bidimensional, 2D)

http://windows.lbl.gov/software/therm/therm.html

40

Punţi termice

THERM

1. Se pregăteşte modelul (secţiune plană, orizontală sau verticală) în AutoCAD şi se exportă în format DXF ver. 12

2. Se importă modelul în Therm (ca underlay)

3. Se alocă materiale tuturor zonelor diferite din secţiune

4. Se definesc condiţiile de contur (temperatura aerului şi coeficientul de schimb superficial de căldură) şi conturul pentru determinarea valorilor U

5. Se efectuează calculul

41

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

Principiul:

RB

T−

∆Φ

=Ψ

Φ Fluxul termic total

∆T Diferenţa de temperatură

B Lungimea de calcul (conform convenţiei)

R Rezistenţa termică unidirecţională (câmp curent)

42

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

Lungimi de calcul B

- în plan

43

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

Lungimi de calcul B

- în secţiune

44

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

In Therm:

este dată valoarea U, asociată unei lungimi l

TU

∆⋅Φ

=l

deciTU ∆⋅⋅=Φ l

iar

RBU −⋅=Ψ l

45

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

Lungimile l (planele de decupaj) se iau astfel încât să depăşească minim 1,20m faţa interioară a elementului de construcţie

46

Punţi termice

DETERMINARE Ψ

Lungimile l (planele de decupaj) se iau astfel încât să depăşească minim 1,20m faţa interioară a elementului de construcţie

47