breviar opreanu

- BREVIAR DE FIZICA CONSTRUCTIILOR - 2009

UNIVERSITATEA DE ARHITECTURA SI URBANISM “ION MINCU” BUCURESTI 1

CUPRINS :

A. PREZENTARE

A.1. CRITERII DE CONTROL AMBIENTAL

B. PARASOLARE- SISTEM DE CONTROL ARHITECTURAL :

B.1. DEFINIŢIE PARASOLAR

B.2. CONTROLUL SOLAR

B.3. RADIAŢIA SOLARĂ

B.4. RADIAŢIA ELECTROMAGNETICĂ

B.5. CLASIFICARE DUPĂ MATERIALUL FOLOSIT

B.6. CLASIFICARE DUPĂ MODUL DE PRINDERE AL LAMELELOR

B.7. NOŢIUNI DE ASTRONOMIE FOLOSITE ÎN STUDIUL ÎNSORIRII

B.8. INSTRUMENTE DE LUCRU ÎN STUDIUL ŞI CALCULUL ÎNSORIRII:

� 8.1 DIAGRAMA STEREOGRAFICA

� 8.2 DIAGRAMA CILINDRCA

� 8.3 MASCA DE UMBRA

� 8.4 ENERGETICA SOLARA

B.9. TEHNOLOGII NOI

B.10. EXEMPLE

C. LUMINA ZENITALA:

C.1. OPTIMIZAREA LUMINII NATURALE IN SPATIUL INTERI OR

D.



A. PREZENTARE:

Disciplina a aparut in preocuparea arhitectilor, ca urmare a necesitatii de conformare a edificiilor construite, la legile naturii (fizica pamantului, iluminare, insorire, miscarea aerului in atmosfera, conditii climatice, etc.).

Alte denumiri date disciplinei exprima noi orientari sau raspunsuri problemelor aparute:

- Fizica arhitecturala

- Fizica ambientala

- Dezvoltare durabila (Sustainble Development)

- Ecologie , etc.

Cauzele cresterii accentuate a interesului asupra problemelor puse de ecologie devin motivate incepand cu epoca industriala. Intrega evolutie produsa in perioada post-industriala a adus dupa sine grave dezechilibre ale ecosistemului. Arderea incompleta a unor combustibili fosili, practicata la nivelul intregii planete, in cantitati deosebit de mari, a insemnat crearea unei probleme care azi este de nestapanit: incalzirea globala . Prin arderea hidrocarburilor, in atmosfera se degaja dioxid de carbon, gaz care determina amplificarea efectului de sera. Un prim semnal de alarma a fost criza energetica din anii ‘70, moment in care odata cu explozia preturilor combustibililor s-a pus in discutie problematica in termeni de ecologie. Este important a se tine cont de faptul ca noile directii de preocupare au coincis cu saltul urias produs de dezvoltarea informaticii.

Incalzirea globala are consecinte puternic resimtite in prezent pe toata suprafata globului terestru. Cresterea temperaturii in oceanul planetar implica inceperea unui proces de topire a ghetarilor, deci si cresterea volumului de apa intr-o masura considerabila. De asemenea se remarca o schimbare pronuntata a climei, fluctuatii mari intre perioade- de inundatii si seceta, furtuni, uragane,etc.. Prezervarea zonelor plantate reprezinta una dintre posibilitatile de tinere sub control a cantitatii excesive de dioxid de carbon. In acest sens, defrisarea padurilor in cantitati irationale, depaseste nivelul normal de realizare al echilibrului.

Efectul de sera , motivul principal al incalzirii globale se constituie in urma acumularii in mod excesiv in atmosfera a unui mare procent de vapori de apa si a dioxidului de carbon. Este cunoscut in fizica faptul ca anumite gaze sunt opace respectiv transparente la razele luminoase sau infrarosii. Energia termica se



acumuleaza in concluzie daorita faptului ca radiatiile infrarosii raman captive in stratul de ozon.

CONSUMUL de energie se datoreaza urmatoarelor functiuni: transport, industrie, cladiri cu functiuni civile. Cele din urma realizeaza un consum cumulat aproximativ egal cu energia utilizata de celelalte doua, directia generala fiind de reducere chiar in mod reglementat a consumului de energie. De aici a aparut ideea proiectarii compatibile ecologic. Un prim specialist care a inteles valentele energiei naturale, aplicandu-le in mod practic a fost inginerul Buckminster Fuller, cel care a cercetat pentru intaia oara principiul casei autosuficiente. De aici a mai fost un singur pas pentru specialisti spre intelegerea si punerea in aplicare a calitatilor mediului natural, pe baza legilor fizice. Efectul s-a materializat prin directiile generale spre care se orienteaza astazi arhitectura:

- arhitectura solara

- arhitectura inteligenta

- arhitectura bioclimatica

- arhitectura verde (green architecture)

- (low energy architecture),

toate aceste denumiri exprimandu-se printr-o abordare complexa, obiectul de arhitectura fiind perceput ca un „organism viu”.

Arhitectura verde exprima spre exemplu un mod de trai al cladirii din resurse regenerabile asemeni plantelor care se hranesc din energia existenta pe pamant.(un adept al acestei abordari este arhitectul Brian Edwards).

Arhitectura solara se bazeaza pe utilizarea energiei provenite de la soare ca energie libera, neconventionale.

Daca primele utopii referitoare la viitoarele abordari ale arhitecturi vizau utilizarea tehnologiei la maximum (crearea unui mediu total artificial), directiile preluate astazi sunt de multe ori total opuse, bazandu-se pe calitatile mediului natural:

- orientare cardinala;

- sera orientata spre Sud (iarna inchisa- tampon termic cu calitati calorice importante; vara deschisa pentru activarea ventilatiei);

- utilizarea pe fatade a celulelor fotovoltaice pentru captarea energiei;



- compartimentari permeabile la vapori; (Este de dorit ca o constructie sa „respire”, adica sa fie permisa difuzia vaporilor de apa prin plinurile fatadei -excluzand suprafetele de sticla- astfel incat sa se creeze in mod natural echilibrul intre exterior si interior.)

Trei factori contribuie la conformarea constructiilor, in scopul satisfacerii conditiilor de ambianta si confort corespunzator:

- cerintele utilizatorului;

- protejarea mediului (fara impact nociv);

- durabilitatea constructiei in sine;

In lumea civilizata respectarea primelor doua aspecte este obligatorie. Spre exemplu protocolul de la Kioto a avut drept scop reducerea emisiilor de bioxid de carbon la nivel mondial. S.U.A, unul dintre cei mai importanti poluatori ai globului pamantesc, nu a semnat tratatul.

Daca in perioadele industriala si moderna se puneau (in mod special in cazul zgarie-norilor) probleme de insorire si ventilatie artificiala, astazi directia ecologica este cea care deschide tot mai mult interesul arhitectilor si beneficiarilor.

A.1. CRITERII DE CONTROL AMBIENTAL

Inca de la Vitruviu se cunosc cele trei atribute ce caracterizeaza orice edificiu: firmitas- soliditate; utilitas- utilitate(functiune); venustas- frumusete.

Obiectul de arhitectura, inainte de toate detine functiunea de adapost avand un important rol in controlul schimburilor dintre om – spatiu exterior – spatiu interior. Transferul in cauza reprezinta un flux de energie ce parcurge o unitate de suprafata intr-o cantitate de timp.

In Fizica constructiilor se aplica si se conformeaza spatiile,in functie de Legea termodinamicii – caldura se ridica in partea superioara a spatiilor conform legilor si Legea conservarii energiei – masa substantelor care intra intr-o reactie este egala cu cea a substantelor care ies din reactia respectiva

Sisteme a caror utilizare se bazeaza pe calitatile mediului natural:

� Fatadele duble – datorita pretului foarte ridicat acestea sunt utilizate la alte tipuri de functiuni decat cea de locuire;

� Elemente de captare heliotermice/ fotovoltaice - transformarea luminii (foto) in energie electrica (voltaic);

- transformarea radiatiei solare (helios) in caldura (termos);



� Control selectiv al schimburilor termice– vara incalzirea activeaza schimbul de aer (fig. 1);

� Efectul de horn- cu cat acesta este mai inalt, tirajul se dovedeste mai eficient; � Sisteme de control a luminii si insoririi;

ENERGIA poate fi: - mecanica

- cinetica; se manifesta in substanta

- potentiala;

- chimica;

- radianta (lumina, infrarosii) –se manifesta in afara substantei

Fig. 1

Teoria corpusculara :

Lumina reprezinta transportul de energie sub forma de radiatie (fig.2.)

Exista radiatii cosmice, de exemplu ultravioletele, care nu ajung in cantitati mari pe pamant, fiind captate de stratul de ozon.

Lumina se transforma in caldura, datorita cresterii agitatiei dintre molecule, rezultand energia termica.

Energia electrica reprezinta miscari ale electronilor din atomi.

Cai de migratie ale caldurii:

Caldura se poate misca in spatiu prin:

- radiatie

- convectie- tendinte de dilatare la caldura si de ridicare la partea superioara a spatiilor;



- conductie- deplasare prin substanta.

Fluxurile de energie depind de anumite particularitati ale subtantei, ale ambientului si ale materialelor de constructie.

Caile prin care se asigura circulatia aerului sunt :

Transmisia– caldura ajunge in spatiile interioare prin radiatie si convectie;

- de pe fata exterioara a fatadei caldura migreaza catre exterior prin radiatie si convectie.

B. PARASOLARE- SISTEM DE CONTROL ARHITECTURAL

1. DEFINIŢIE:

1.1. PARASOLAR sau BRISE SOLEIL în arhitectură se referă la o gamă largă de tehnici de umbrire a faţadelor clădirilor expuse radiaţiilor solare, cu largă utilizare. Au fost utilizate de marii arhitecţi ai perioadei moderne în variate soluţii arhitecturale, începând cu lamelele de beton armat ale lui Le Corbusier de pe faţadele clădirilor de locuit de la Marsilia, Berlin, etc., continuând cu sistemele mobile mecanice în formă de aripi de pasăre ale lui Santiago Calatrava de la Milwaukee Art Museum sau sistemul automatizat de lumină filtrată de la Institutul Lumii Arabe de la Paris al lui Jean Nouvel.

Forma clasică de parasolar este o prelungire orizontală a faţadei clădirii, din elemente orizontale sau verticale dispuse astfel încât să oprească radiaţia solară, protejând spaţiile interioare de supraâncălzire, lăsând să treacă la interior lumina naturală şi aerul pentru ventilare. Se foloseşte cu precădere la clădiri cu suprafeţe mari vitrate.

1.2. CONSIDERATII TEORETICE GENERALE_ preocup ările arhitec ţilor din perioada postbelic ă pentru controlul însoririi cl ădirilor încep din perioada lui Corbusier:



Claude et Duval factory in Saint-Dié La "Cité Radieuse" la Marsilia, Le Corbusier

La "Cité Radieuse" la Marsilia - interior Locuin ţe la Berlin, Le Corbusier

Locuin ţe la Briey, Le Corbusier

Modele performante de parasolare utilizate in arhit ectura moderna :



Milwaukee Art Museum Santiago Calatrava - parasolar mobil în formă de aripi de pasăre care se desfac sau se strâng în funcţie de intensitatea radiaţiei solare.



Institut du Monde Arabe (IMA) , Paris- Jean Nouvel- Pe faţada sudică este reluat motivul elementelor de umbrire traforate ale caselor orientale compuse aici din mici ecrane de sticlă şi metal, 30.000 de diafragme, concepute pentru a filtra lumina în clădire cu ajutorul unor sisteme de control luminos pe bază de celule fotoelectrice.



Meşterii constructori ai antichităţii ştiau cum să îmbine funcţiunea cu forma clădirii, construind locuinţe luminoase care utilizau la maxim resursele naturale luând în considerare traiectoria soarelui, orientarea clădirii şi variaţia anuală a intensităţii luminii.

Astăzi, arhitectura solară revine la aceste principii ale controlului luminii naturale şi ale încălzirii solare pasive prin folosirea în cadrul anvelopei clădirii a unor materiale tradiţionale cum sunt sticla, metalul sau lemnul sau a unor materiale noi fabricate de mâna omului, ca materialele textile, teracota sau materialele acrilice.



Sistem de umbrire a faţadei cu panouri din şipci orizontale de lemn pe schelet metalic



B. LUMINA ZENITALA :

1.1. OPTIMIZAREA LUMINII NATURALE IN SPATIUL INTERIOR:

Pentru iluminarea naturala a spatiilor interioare, lumina zenitala si structurile din sticla, pot juca un rol important.

Sisteme de captare a luminii zenitale:

Lumina zenitală este de cinci ori mai intensă decât lumina care intră prin golurile verticale.



Clădirile cu suprafeţe vitrate foarte mari folosesc din plin avantajele luminii naturale şi a încălzirii solare pasive. Dar, un lucru bun poate deveni opusul acestuia dacă nu este bine controlat. Prea multă lumină naturală folosită într-un loc nepotrivit poate deveni o lumină orbitoare sau prea mult soare poate duce la supraâncălzirea spaţiilor interioare.

Lamelele de parasolare mobile reglabile reflectă radiaţia termică a soarelui putînd fi orientate în funcţie de poziţia soarelui. Radiaţia solară este parţial absorbită şi reflectată înapoi spre exterior de lamelele parasolare, reducând aportul de căldură în interior.

Clădirile moderne cu faţade din sticlă adesea folosesc mai multă energie vara pentru a răci spaţiile interioare decât pentru a le încălzi iarna. Folosirea parasolarelor reduc substanţial cheltuielile energetice pentru răcirea spaţiilor interioare în timpul sezonului cald.

Iarna situaţia se inversează, clădirile pierd căldură prin transfer termic de la interior spre exterior prin suprafaţa vitrată. Lamelele pot fi poziţionate astfel încât să reducă pierderile de căldură sau să ajute la captarea energiei termice solare.

2. CONTROLUL SOLAR:



Pentru a evita supraincalzirea spaţiilor interioare, exista mai multe solutii ce pot fi adoptate,cum ar fi:

- asigurarea circulatiei aerului; - utilizarea sistemelor de umbrire; - utilizarea sticlei cu transmisie termică limitata numita sticla de control solar, care

nu lasă sa treacă decât o fracţiune bine determinată a radiaţiei energetice solare, permiţând iluminarea şi evitând suprâincălzirea.

Protec ţia solar ă trebuie concepută luând în considerare următoarele trei obiective:

- diminuarea aportului solar – factor solar "g" minim; - diminuarea transferului de căldură de la interior la exterior – coeficient "U" minim; - garantarea unei bune transmisii luminoase – factor de transmisie luminoasă

maxim.

3. RADIAŢIA SOLARĂ :



Se cunoaşte că radia ţia solar ă este radiaţia electromagnetică emisă de soare cu lungimi de undă din întregul spectru al undelor electromagnetice. Trecând prin atmosfera Pământului, o parte a radiaţiei solare este absorbită, încălzind aerul, o alta este împrăştiată de moleculele aerului, vaporii de apă şi pulberile din atmosferă, constituind radiaţia difuză, dar cea mai mare parte ajunge pe suprafaţa Pământului, constituid radiaţia solară directă.

Intensitatea radia ţiei solare este cantitatea de radiaţie solară, ce cade pe o anumită suprafaţă terestră în decursul unei perioade de timp. Spectrul şi intensitatea radiaţiei solare difuze depind de natura particulelor întâlnite. Când atmosfera este curată sunt împrăştiate îndeosebi radiaţiile cu lungimi de undă mici, ceea ce explică albastrul cerului.

Intensitatea radiaţiei solare directe depinde de starea atmosferei şi de poziţia pe glob, având variaţii zilnice şi anuale în funcţie de mişcarea globului terestru, aceasta fiind cauza modificărilor de temperatură de la zi la noapte şi de la un anotimp la altul.

4. RADIAŢIA ELECTROMAGNETICĂ

Undele electromagnetice sau radia ţia electromagnetic ă sunt fenomene fizice în general naturale, care constau dintr-un câmp electric şi unul magnetic în acelaşi spaţiu, şi care se generează unul pe altul pe măsură ce se propagă. În funcţie de frecvenţa sau lungimea de undă cu care radiaţia se repetă în timp, respectiv în spaţiu, undele electromagnetice se pot manifesta în diverse forme.

Spectrul radia ţiilor electromagnetice este împărţit după criteriul lungimii de undă în câteva domenii, de la frecvenţele joase spre cele înalte:

• radiaţiile (undele) radio

• microunde

• radiaţii hertziene,

• radiaţii infraroşii,

• radiaţii luminoase,

• radiaţii ultraviolete,

• radiaţii X (Röntgen),

• radiaţii "γ" (gamma - literă greacă).

Radiaţia electromagnetică, indiferent de frecvenţă, prezintă următoarele proprietăţi:



• interferenţă

• reflexie

• refracţie

• absorbţie

• difracţie

Radia ţia electromagnetic ă are o natură duală: pe de-o parte, ea se comportă în anumite procese ca un flux de particule (fotoni), de exemplu la emisie, absorbţie, şi în general în fenomene cu o extensie temporală şi spaţială mică. Pe de altă parte, în propagare şi alte fenomene extinse pe durate şi distanţe mari radiaţia electromagnetică are proprietăţi de undă.

Spectrul electromagnetic

5. CLASIFICARE DUPA TIPUL DE MATERIAL AL LAMELELO R

5.1 METALICE

5.3 TEXTILE

5.3 DIN STICLA

5.1. PARASOLAR CU LAMELE METALICE



În timpul verii, intensitatea directă a radiaţiei solare poate ajunge pâna la 700 W-mp. Lamelele reglabile pot reduce căldura solară controlând efectul de orbire sau strălucire lăsând să treacă la interior lumina difuză. Orientarea lamelelor poate fi reglată la un pas de 15 grade.



Sistem de parasolar metalic fixat în faţa panourilor vitrate

Lamelele parasolare metalice pot fi curbe sau drepte. În cazul în care sunt perforate, permit un control mai bun al luminii şi radiaţiei solare.

Lamele metalice din poliester cu folie de aluminu sau oţel anticoroziv.

5.3 PARASOLAR CU LAMELE DIN STICL Ă- propietati :

• Reduc radiaţia solară

• Scad consumul energetic pentru răcire în timpul verii

• Cresc intensitatea luminii naturale

• Vizibilitate optimă interior-exterior

• Pot fi echipate cu celule fotovoltaice



• Pot fi colorate variat în funcţie de cerinţele estetice

• Lungime max 2,00m fără suport sau 4,00 m cu suport intermediar

• Lăţime lamelă max 60 cm

Subansamblul de parasolare cu lamele reglabile din sticlă este acţionat de un sistem computerizat de reglare pentru întrega faţadă. Lamelele pot fi în diferite culori pentru a îndeplini cerinţele estetice. Lamelele pot fi orientate automat astfel incit sa urmareasca pozitia soarelui.

Proprietatile de absorbtie si reflexie ale materialelor din care sunt confectionate lamelele determina conditiile de mediu ale spatiilor interioare. O folie metalica aplicata pe lamela sau incorporata in masa acestuia ii confera proprietati fizice astfel incat sa fie posibila o reglare precisa a cantitatii de radiatie solara care intra in cladire.



6. TIPURI DE LAMELE DUPĂ MODUL DE FIXARE:

6.1 TIP A (ţeavă de aluminiu în axul longitudinal al lamelei, l ăţime lamelă=30+60 cm)



TIP B (pentru suprafe ţe mici, prinderi dese, vizibilitate maxim ă):



TIP C - ţeavă de aluminiu în axul longitudinal, lungimi de pân ă la 4,00 m:



6.4 Parasolarele de TIP D au urmatoarele caracteristici :



• elementele de prindere şi control sunt în dreptul montanţilor verticali, nu se percep din exterior.

• pot fi echipate cu celule fotovoltaice. Lungimi de până la 1,80 m pentru lamele din sticlă.

6.5 Parasolare TIP E :



• transparenţa maximă

• lungimi de până la 1,80 m fără suport intermediar.



7. NOTIUNI DE ASTRONOMIE FOLOSITE IN STUDIUL INSORI RII SI AL UMBRELOR :

Declina ţia unui punct de pe sfera cereasc ă este unghiul dintre direcţia de la observator spre acel punct şi planul paralel la planul ecuatorului prin punctul în care se află observatorul. Declinaţia este considerată cu semnul plus dacă punctul este la nord de planul ecuatorului şi cu semnul minus dacă se află la sud.

Unghiul orar al unui punct este unghiul format de semiplanul delimitat de paralela la axa Pământului prin observator şi conţinând zenitul observatorului şi semiplanul delimitat de paralela la axa Pământului prin observator şi conţinând punctul dat.

- Unghiul orar este măsurat de la meridianul superior către vest, luând valori între 0° şi 360°. Unghiul orar este specificat adesea în unit ăţi de timp, 360° corespunzând la 24 de ore.

- Altitudinea solara

- Altitudinea solara este unghiul vertical intre orizontala si linia care leaga punctul de observatie de soare. La rasarit/apus altitudinea este de 0 grade, si de 90 de grade cand soarele este in punctul zenit. Altitudinea se afla in legatura cu latitudinea locului,cu unghiul de inclinatie si ora.

Inaltimea sau altitudinea soarelui



Unghiul de declinatie al soarelui

8. METODE ÎN STUDIUL ŞI CALCULUL UMBRIRII

� 8.1 DIAGRAMA STEREOGRAFICA

� 8.2 DIAGRAMA CILINDRCA

� 8.3 MASCA DE UMBRA

� 8.4 ENERGETICA SOLARA



Fig. - Diagrama solara stereografica-

8.1. DIAGRAMA SOLAR Ă STEREOGRAFICĂ:

Linia radiala arata azimutul solar iar cercurile concentrice, altitudinea solara.

Pentru fiecare sit se poate reprezenta grafic miscarea soarelui prin acel loc prin diagrame solare. In orice moment din an sau din zi poate fi determinata pozitia exacta a soarelui prin combinatia a 2 valori: altitudinea si azimutul.



Fig. – Diagrama solara cilindrica

8.2. DIAGRAMA SOLARA CILINDRICA:

Aceasta diagrama este proiectia verticala a traseul ui soarelui vazut de pe pamant.

Pe timpul verii Pe timpul iernii



Fig. – Unghiul radiatiei solare pe anvelopa cladirii

CALCULUL LUNGIMII UMBREI PE FATADA :

Pentru calculul lungimii umbrei produse de un element de umbrire orizontal, înclinat la un unghi oarecare faţă de anvelopa verticală se foloşte următorul model de calcul:

Metodă de aflare a valorii unghiului optim de înclinare a captatoarelor solare fotovoltaice

Amplasarea optimă a suprafeţei de captare va fi cea care în ora cu intensitatea maximă a radiaţiei directe va fi maximă valoarea lui cosθ calculată cu formula:

cosθθθθ=sinδδδδ.sinϕϕϕϕ.cosi− sinδδδδ.cosϕϕϕϕ.sini.cosγγγγ+ cosδδδδ.cosϕϕϕϕ.cosi.cosH

+cosδδδδ.sinϕϕϕϕ.sini.cosH.cosγγγγ + cosδδδδ.sini.sinγγγγ.sinH,

Unde :

- ϕ este latitudinea locului;

- δ - declinaţia soarelui;

- H- unghiul orar al soarelui;

- i - înclinarea planului (unghiul dintre plan şi orizontul locului;

varLLL fT +=

zbT tg

hLL

θβ += cos

zbbT tg

LLLθββ sin

cos +=

+=

zbT tg

LLθββ sin

cos



- γ - unghiul azimutal al planului (deviaţia normalei la plan faţă de direcţia sud a meridianului locului, pozitivă către vest şi negativă către est).

Fig. - Diagrama unghiurilor de înclinare a panourilor fotovoltaice

9. NOI TEHNOLOGII :

9.1. LAMELA METALIC Ă DUBLĂ DE PARASOLAR

Fig. - Dispersarea apei pluviale Fig. - Fluxul de aer

- aerul şi apa intră în spaţiul dintre lamele

- apa este transferată lamelei superioare unde este colectată



- apa este transferată de-a lungul lamelei după care este evacuată

9.2. SISTEM DE REGLARE A UNGHIULUI LAMELELOR CU AJUTORUL ENERGIEI SOLARE



Este un sistem de parasolar ce operează fără energie electrică fiind prevazute cu tuburi absorbante amplasate în elementele parabolice de oglindă determină un cilindru hidraulic să deschidă sau să închidă lamelele în funcţie de poziţia soarelui.

9.3. UTILIZAREA ELEMENTELOR OPTICE HOLOGRAFICE:

Elementele optice holografice reprezintă o aplicaţie recentă a principiului difracţiei pentru a reflecta sau a permite accesul selectiv al luminii directe solare sau difuze a cerului. Astfel, s-au dezvoltat două tipuri de astfel de sisteme:

• sisteme de redirecţionare a luminii zenitale

• sisteme de ecranare selectivă

10. APLICATII IN CAZUL SISTEMELOR DE ECRANARE SELEC TIVA:

Sistemele de ecranare selectivă resping lumina incidentă dinspre o regiune restrânsă a bolţii cereşti. Astfel, ele pot redirecţiona sau reflecta lumina solară directă, în timp ce transmit lumina difuză provenind din alte direcţii. Această ecranare selectivă oferă posibilitatea iluminatului natural al clădirii în condiţiile nealterării vederii către exterior.

Aceste sisteme au fost dezvoltate în două variante: sisteme de ecranare transparente (în care elementele optice holografice sunt concepute pentru reflexia



directă a luminii solare incidente într-un interval unghiular relativ restrâns în jurul normalei la suprafaţă; dacă se prevede urmărirea traiectoriei soarelui pe cer prin rotirea acestor elemente, atunci se obţine ecranarea eficientă a luminii solare concomitent cu transmisia luminii difuze corespunzând altor unghiuri de incidenţă) şi sisteme de concentrare a luminii solare (în care rolul elementelor optice holografice este de a redirecţiona şi concentra lumina solară directă către elemente opace unde această lumină este reflectată, absorbită sau transformată în energie electrică sau termică). În ambele variante, elementul de ecranare trebuie să urmărească poziţia soarelui pe cer pentru rezultate optime.

Aceste sisteme sunt foarte utile pentru clădiri cu suprafeţe vitrate de dimensiuni mari unde apar probleme de evitare a orbirii şi a supraîncălzirii produse de lumina solară. Ele prezintă avantajul enorm al unui bun control al radiaţiilor solare în condiţiile menţinerii unui grad ridicat de transparenţă ce asigură vederea către exterior. Pot fi instalate în faţade verticale sau suprafeţe orizontale.

Rotaţia elementelor de ecranare este realizată în jurul unei axe orizontale sau verticale.

Datorită rotaţiei pentru urmărirea traiectoriei solare, se impune un control computerizat al acestor sisteme.

EXEMPLE :

10.1 Aeroportul din Zurich :

Lamele din metal perforat acoperă faţada de vest a corpului de clădire A500 a aeroportului.

Sistemul de control ajustează poziţia lamelelor în funcţie de condiţiile climaterice şi lumina naturală disponibilă.



10.2. Malvern Hills Science Park, Worcestershire, Anglia

Sediul unei companii de cercetări în domeniul tehnologiei apărării şi securităţii din Marea Britanie.

Elemente de arhitectură durabilă. Clădirea dispune de un sistem de încălzire şi răcire cu pompe de căldură fără a fi necesr boiler sau cazan, reducând impactul emisiilor de CO2. Transportul aerului se face prin canele în grosimea planşeelor de b.a. în loc de ţevile metalice tradiţionale. Planşeele acţionează ca schimbători de căldură între aerul proaspăt şi camere utilizând căldura înmagazinată în masa structurii clădirii pentru a regla temperaturile interioare.



Elemente parasolare verticale de 10,50 m înălţime sunt orientate automat în funcţie de poziţia soarelui, prin sistem cu acţionare hidraulică Girasol, nefiind necesară sursă de energie convenţională.

GIRASOL , sistem novator de acţionare a elementelor de protecţie solară fără sursă de energie convenţională.

Tuburi absorbante sub influenţa radiaţiei solare pun în funcţiune un sistem hidraulic de orientare a elemetelor parasolare în funcţie de direcţia şi intensitatea radiaţiei solare.



10.3. Malvern Hills Science Park, Worcestershire

Planşeele inmagazinează căldura provenită de la pompele de căldură.

10.4. Sainsbury's Maidenhead, Marea Britanie

Casete din parasolare mobile de sticlă cu deschidere pe ax orizontal.



10.4. Imperial College, Tanaka Business School, Londra, Marea Britanie- Arh. FOSTER & PARTENERS

Intrarea principală. Sistem mobil de lamele reglabile pe faţadă.



10.5. KeyMed, Southend-on-Sea, Essex , Marea Britanie - Centru de fabricaţie aparatură medicală

Lamele orizontale 1,70 m lungime, din sticlă, reglabile electric. Acoperişul în consolă prevăzut cu lamele reglabile pentru controlul luminii naturale în spaţiile interioare.



10.6. Clădirera de birouri Wirtschaftshof (SBL) din Linz, Au stria, este un bun exemplu pentru management optim în privinţa energiei.

Sistemele folosite micşorează fluxul termic al radiaţiei solare, cresc intensitatea luminii naturale în limitele optime, generează electricitate prin utilizarea de tehnologie fotovoltaică.

Celulele fotovoltaice aplicate pe lamelele de parasolar au o suprafaţă de 250 mp şi produc 15.900 kWh anual, echivalând cu 40% din energia totală electrică a clădirii.

10.7. Q-Cells AG, Bitterfeld-Wolfen -producător de panouri fotovoltaice.

Sistem de umbrire cu obloane culisante care includ panouri fotovoltaice pentru generarea curentului electric



10.8. The International School of The Hague, Den H aag, Olanda

Sistem de umbrire cu obloane fixe şi mobile din sticlă.



10.9. Steiermärkische Bank und Sparkassen AG, Gra z, Austria

Clădire veche renovată şi extinsă. S-a aplicat o nouă faţadă de sticlă cu elemente mobile pentru controlul luminii solare.



10.10. SCOALĂ PRIMARĂ, Neubiberg



10.11. Tramway de Bordeaux, Bordeaux, Fran ţa

Clădire birouri cu ferestre protejate de radiaţia solară prin lamele de sticlă, nealterând relaţia vizuală interior-exterior.



10.12. Schwenninger BKK, Villingen-Schwenningen, Austria - Sistem care oferă protecţie solară şi îmbunătăţeşte impactul estetic al al clădirii. Soluţia constă în tuburi de aluminiu de 50 mm diametru care acţionează ca sistem de control al însoririi.

10.13. Parlamentul european Bruxelles, Belgia

breviar opreanu

Documents

Transcript of breviar opreanu