anache - CL.ADJRJ, vol. I, cap. 4 - Conformarea termo- higro- energetica a cliidirilor

H Asanache

- CLADlRI,

vol.J, cap. 4 - Conformarea clddirilor

termo- higro- energeticd

a

Capitolul4CONFORMAREA TERMO-HIGROENERGETICA (C.T.H.E) A CLAolRILOR1. Nevoia de igiena termica ln spatule Tnchise ale cladirilor, 2. Obiectivele generale ale conforrnarii termohigroenergetice a cladlrilor. 3. Marimi si caracteristici temofizice ce intervin uzual TnC.T.H.E a cladirilor, 4. Principalele fenomene de schimb termic ce au lac prin elementele de anvelopa ale ciadirilor. Elemente teoretice ~i practice. 5. Punti termiceln elementele de anvelopa ale cladirilor ~i efectele lor asupra performantelor termoenergetice ale acestora. 6. Principalele fenomene legate de schimbul de vaporide apa ce are loc prin anvelopa cladirilor .

1. Nevoia de igiena terrnlca in spatiile ale cladirllor,

inchise

.

1.1 Functiunea actuala a cladirilor civile, deci a ctadirilor a carer utilizator principal este omul, este aceea de a crea in interiorul lor un clirnat confortabil,un cllmat in care omul sa poata declara 0 stare de bine psihologic ~i fiziologic. Notiunea de confort nu trebuie legata de ideea de lux ci de ideea de igiena, de ideea de mediu corespunzator unei vleti norma Ie. Confortul din spatiile Inchise ale cladirilor se raporteaza la un mare nurnar de aqenfi-stimuli care actioneaza simultan asupra oamenilor; este vorba in principal de aqenti termici, acustici, vizual-luminosi si olfactiv-respiratorii. Confortul higrotermic reprezinta doar 0 componenta a confortului general pe care trebuie sa-I orere spatiife Tnchise ale cladirilor. Deoarece pentru realizarea sa este necesar un anumit consum de combustibil conventional, in ultimul .timp acestei componente a vectorului confort i se acorda a atentie cu totul speciala. 1.2 Starea de confort termic a utilizatorului unei cladiri este realizata atunci cand acesta nu-si poate da seama daca prefers, pentru spatiul in care se gasete, 0 temperatura mai ridicata sau mai coborata.2 Toate drepturile sunt rezervate autorului

Toafe~eptllrile

sunt rezervate

autorului

H. Asanache-:

CLADJRl, vol.I, cap. 4 - Conformarea termo- higro- energeticti acladirilor

H. Asanache - CLADIRl,

vol.I, cap. 4 - Conformarea cladirilor

termo- higro- energetica

a

Identificarea exiqentelor de perforrnanta asociate spatiilor inchise ale cladirilor, In vederea asiquraril (lrnpreuna cu echipamentele de instalatii) cerintelor de confort termic ale utilizatorilor este 0 operatie destul de diftcila deoarece starea de confort termic are alaturi de 0 cornponenta obiectiva ~i 0 components subiectiva. Componenta obiectiva este legata de faptul ca existents fizica normals a omului presupune mentinerea permanents a temperaturii sale interne la 0 valoare aproplata de 37C, Componenta subiectiva este leqata de faptul ca fiecare om are propriul sau metabolism, propriul sau sistem termoregulator, propriile sale sensibilitati fata de actiunea stimulilor termici externi. 1.3 Datorita proceselor metabolice, In corpul uman se produce in permanents 0 anumita cantitate de caldura. Mentinerea temperaturii interne a organismului in jurul valorii de 37C presupune mentinerea cantitatii de caldura lnterna la a valoare aproximativ constants. Aceasta in conditiile in care productia interna de caldura nu lnceteaza niciodata, iar organismul uman schimba permanent caldura - Tntr-un sens sau, altul- cu mediulln care se gase~te. Caldura orara prod usa intern este functie de tipul activitatii desfasurate ~i difera intr-o oarecare rnasura de la un subiect al altul.De exernplu.in starea de repaos culcat intr-un mediu confortabil termic, productia orara de caldura interna este in medie de 75 - 90 Wh (cca. 1Wh/Kcorp)iar In cazul efectuaril unei activitati ce necesita efort fizic foarte mare, productia orara de caldura interna ajunge la cca. 500 - 700 Wh, Pentru activitati usoare de tipul celor curent Intalnite in cladirile civile, productia de caldura interna orara este in medie de cca 120 - 180 Who Rezulta, in mod evident ca mediu/ din interioru/ unei cladir; trebuie sa fie adaptat tipu/ui de activitate fizica curenta pe care 0 adaposteste.3Toate drepturile sunt rezervate autorului

Pentru a avea 0 stare satisfacatoare din punct de vedere termic, organismului uman trebuie sa i se asigure conditltle de a realiza in permanents un echilibru intre cantitatea de caldura prod usa intern ~i cea schimbata - prin diverse mecanisme - cu mediul care-l inconjoara. Spatille inchise ale cladirilor, care constituie pentru utilizatorii umani ai acestora "mediul lnconjurator", trebuie astfel concepute ~i echipate incat sa Ie asigure acestora, in orice perioada a anului, conditii corespunzatoare unor schimburi termice echilibrate. Pentru orice interval de timp .6.0;acest lucru poate fi exprimat formal astfel: .6.0intern + .6.0primit+ .6.0cedat= 0 (4.1) Deoarece organismul uman este lnzestrat cu un sistem termoregulator care ii permite 0 oarecare adaptare mornentana la conditii term ice user defavorabile, membrul drept al relatiei (4.1) poate fi user diferit de zero. Reziduul termic .6.0 .6.0intern + .6.0primit - .6.Qcedalpoate avea un semn sau altul. Daca valoarea sa absoluta depaseste 0 anumita limita organismul uman Tncepe sa se realizeze 0 stare de ineonfort termie. In mod practic sunt posibile doua situatii: mediul inconjurator este "prea cald" (cazul curent al zilelor de vara) ~i cantitatea de caldura pe care organismul 0 POATE EVACUA in exterior este insuficienta (situatia .6.0>0); mediul lnconjurator este "prea rece" (cazul curent al zilelor de iarna) ~i cantitatea de caldura pe care organismul ESTE OBLIGAT sA 0 CEDEZE acestuia este prea mare (situatia .6.0 [%]

ta [0C]r-,.~

~B

100==

~oo

[Yo ]

(4.7)

12

14+12,4 +10,6 + 9,7 + 8,6

16+14,3 +12,5 +11,6 +10,5 + 8,2

18 +16,3 +14,5 +13,5 +12,4 +10,1

A.Q+18,3 +16,5 +15,4 +14,4~~~>';;o.

22 +20,3 +18,4 +17,4 +16,3

2) Valorile lui Ps depind numai de temperatura si in aceiasi maniera crescatoare ca valorile lui as .Aceste valori sunt stabilite pe baza experimentala ~i sunt intabelate. 3) Cateva valori ale lui Ps sunt prezentate in tabelul de maijos

8075 70 65ffN

+10,4 + 8,7 + 7,7 + 6,7 + 4,5

Is

to[ee]

Ps [Pal

t, [ee]

Tabelul4.2 p,[Pa]

~1J

I

+ 6,4

~j'i0:o. +13,9!.,!J"u

p,- 20 -15 -12 -10 0102 10

12281402

165 217260 611

12 16 1820

18172064

2339

Observatii: 1) Dacd 0 masd de aer avdnd temperatura de roua f)r intra in contact direct cu 0 suprafata rece, avdnd temperatura as mai mica decal ~., 0 parte din vaporii de apd pe care ii coniine condenseaza pe respectiva suprafata (fenomen de condens superficial) .

4) Dacd un volum de aer, aflat la temperatura de 20 are umiditatea relativd 55% atunci presiunea vaporilor de apa din acest volum de aer este: +Zo"

oc,

b~fE=5"~233!JJ 3.9100DE

~12~Ga

2) Fenomenul de condens a vaporilor de apa din aer este insotit de unfenomen de cedare de caldura(:::::JOO Whll sau 0,7 Whig). Fenomenul invers, al evaporarii apei lichide, se face cu consum de cdldurd. REZISTENTEI LA VAPORI reprezinta rnarimea utilizata In prezent pentru a caracteriza materialele, sub aspectul permeabilitatii la vaporii de apa: este notata cu JJ ~i este adirnensionala, fiind 0 marime relativa (este raportul a doua permeabllitati absolute la vapori, anume oaer i omat,). Valoarea IJ a unui material indica "de cate ori acest material este mai putin permeabilla vapori decat aerul".20Toate drepturile sunt rezervate autorului

100

3.10 FACTORUL

TEMPERATURA

RouA A AERULUI

reprezinta

0

caracteristica hiqroterrnica specials a aerului, notata 8r. Pentru un volum de aer aflat lntr-o stare data (deci avand 0 anumita temperatura tai si 0 anurnita umiditate relativa A3 11) Ce mecanisme de schimb termic intervin in cazul unei Pame de aer de 4 mm grosime ? Oar in cazul unei lame de aer de 40 mm grosime ? 12) Justificati teoretic inftuenta favorabila a tratamentelor low-e asupra perforrnantei termice a vitrajelor termoizolatoare. 13) Definif notiunea de punte terrnica i 0 exempllflcati prin desene.

14) Pentru zona adiacenta unei nervuri intermediare a unui panou de fatada tristrat, indicati calitativ variatia 8si r;;i8se ; desen comentat. 15) lndicati calitativ alura curbelor izoterme ~i a liniilor de flux termic prin zona unei intersectti de tip colt a doi pereti exteriori identici ca alcatuire. Comentarii. 16) Care sunt obiectivele ce trebuie urrnarite in co nee ptia ~i proiectarea zonelor singulare ale elementelor de anvelopa? 17) Care sunt principalele surse de vapori de apa din interiorul spatlilor inchise? Comentarii. . 18) Cum explicati existenta pe timp de iarna a fenomenului de termodifuzie a vaporilor de apa prin elementele de anvelopa opace? 19) Care este expresia practica actuala a caracteristicii Rv a unui element de constructie? lndicati semnificatia fiecarui factor din aceasta expresie. 20) Exista vreo asemanars forrnala intre expresiile lui ex si p, ? Oar tntre expresiile densitatilor de flux termic ~i de vapori? Comentarii. 21) Un subiect uman se gasete tntr-un mediu confortabil d.p.d.v. termic atunci cand . 22) Componenta obiectiva a confortului termic este legata de conditia ; care este exprimarea tormala a conditiei obiective de confort termic? 23) Care este leqatura dintre semnul ~i valoarea reziduului termic b.Q , caracteristicile mediului Inconjurator vsl disconfortul obiectiv prod us? 24) Starea terrnica a unui subiect uman aflat intr-un spatiu lnchis depinde de urmatorii parametri: . 25) Ce este temperatura operative a unei inca peri i ce valoare este recomandata pe timp de iarna in tncaperile de locuit? 26) Care sunt valorile recomandate pentru iarna ale caracteristicilor higrotermice ale unei tncaperi de locuit? 27) Enurnerati cateva dintre componentele confortului general pe care trebuie sa-I ofere spatiile inchlse ale cladirilor civile; 28) Comentaf termenul .confort " si utilitatea Tnlocuirii sale cu un termen mai adecvat;r '.

29) Care sunt principalele cal fizice prin care corpul uman schimba caldura cu mediul inconjurator Comentarii ! 30) Care este principala dlferenta dintre aportul constructiei !?ial instalatiilor ei la rnentlnerea in cladiri a unei arnblante termice confortabile? I 31) Cum este denumita caracteristica ,cui este ea asociata, care este semnificatla ei fizica ~i care este relatla sa cu Rr~ 32) Care este condltia de neaparitie a condensului pe suprafata interioara a unui element de constructie ? 33) Care este sernnlficatia fizica a caracteristicii .rata orara medie de ventilatie" sl care este ordinul de marirne al valorii acesteia pentru sezonul rece al cladirilor de locuit ? 34)

f

Rr

r: