!!!!!!!APLICAREA NOIUNILOR DE FIZICA CONSTRUCIILOR N ARHITECTUR.

Studiu asupra Casei Battlo

de Antoni Gaudi !!!!!!!

Cuzino Jacqueline 42 B !

Fizica Construciilor I An universitar 2013-2014

06/02/15 !!!!!!!

Universitatea de Arhitectur i Urbanism Ion Mincu

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

INTRODUCERE. NOIUNI DE FIZICA CONSTRUCIILOR!! !n ultimele decenii, un rol din ce n ce mai important n proiectare l au ecologia i reducerea consumului de resurse. Noi tehnologii, aparatur, materiale i sis-teme constructive apar pentru a construi cldiri cu un impact negativ ct mai mic asupra mediului . Pentru a putea fi numit ecologic sau chiar pasiv , o construcie trebuie 1s corespund unor standarde riguroase de proiectare. Cldirile pasive sunt cldiri care au nevoie de foarte puin energie pentru a obine o temperatur op-tim fr ajutorul unui sistem de aer condiionat modern sau a unui sistem con-venional de nclzire. nainte de nceperea procesului de proiectare este necesar efectuarea unui studiu temeinic ce implic noiuni de fizica construciilor, i anume agenii natu-rali implicai n proiectare - cldura, apa, radiaia solar, circulaia aerului i sunetele. Acest studiu ajut la gsirea soluiilor optime pentru asigurarea confor-tului pentru oamenii ce urmeaz s ocupe i utilizeze cldirea, deci s petreac timp substanial n interiorul cldirilor. Mai mult, asigurarea confortului interior nseamn consum mic de resurse. Confortul este o experien complex, fiind dependent de interaciunea ntre muli factori de mediu, de variabilitatea i opiunile pe care mediul nconjurtor le ofer. Un lucru necesar este ca aceste variaii s relationeze direct la fenomene naturale, nu impuse de sisteme contro-late. Vorbind de confort, ne referim la confortul higrotermic, la cel vizual i la cel acustic. Studiul nsoririi este determinant pentru primele dou, mai puin pentru cel acustic. Confortul termic este legat de echilibrul termic ntre acumulri de cldur datorate proceselor metabolice ale corpului i pierderi de cldur ntre corp i mediul nconjurtor. Evident, confortul vizual nseamn i un nivel de iluminare natural potrivit destinaiei cldirii i necesitilor utilizatorilor si.

O cldire pasiv este o cldire pentru care confortul termic (ISO 7730) poate fi obinut 1numai prin nclzire i rcire ulterioar a masei de aer proaspt, necesar pentru a obine aer interior de calitate - fr a fi nevoie de recirculare adiional a aerului. Cldi-rea pasiv nu este un standard de energie, ci un concept de integrare care asigur cel mai nalt nivel de confort. !(http://passipedia.passiv.de)

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Cldura Cldura se refer la energia caloric, la variaiile nivelului de temperatur a mediului nconjurtor n raport cu temperatura omului i a interiorului cldirilor. Aceasta migreaz din zonele cu temperatur ridicat spre zonele cu temperatur mai sczut. Astfel, interioarele cldirilor trebuie protejate de fluc-tuaiile de temperatur a mediului extern, astfel nct s fie asigurat confortul termic pentru locuitorii cldirilor n cauz. Variaia fluxului de cldur la 2suprafaa scoarei terestre determin o variaie a temperaturii aerului exterior, cu un pronunat caracter periodic, diurn i anual, dar i accidental.!Apa

! Apa, fie ea liber ori capilar, poate afecta caracteristicile elementelor con-structive sau ale ansamblului constructiv, n situaia n care se infiltreaz n ele-mentele structurale, n anvelopanta cldirii sau chiar n interiorul cldirii. Sunetele

n cadrul unei cldiri se poate analiza propagarea sunetelor aeriene,dar i a celor structurale n funcie de modul de utilizare i de scopul acesteia , dar i a amplasamentului ei, a felului n care poate fi protejat de zgomote pentru ca uti-lizatorilor acesteia s le fie asigurat confortul auditiv. Aerul

Circulaia aerului poate s influeneze confortul interior, dar i anvelopan-ta cldirii. Aceast noiune implic ventilarea natural, etanarea la aer i aci-unea vntului, dar i umiditatea. Cunoaterea umiditii aerului exterior este im-portant pentru proiectarea cldirilor, ntruct variaiile acestui parametru afecteaz puternic att organismul uman, ct i comportarea construciilor i a elementelor de construcii sub aspectul confortului, durabilitii i consumul de energie.

Confort termic = Senzaia psiho-fiziologic ce corespunde cu echilibrul ntre producia 2intern de cldur (din procesele metabolice legate de activitatea dintr-un anumit mo-ment) i schimburile de cldur om-mediul nconjurtor cnd acest echilibru se real-izeaz fr eforturi de adaptare care s genereze senzaii dezagreabile. (STAN, Alexan-dru, Finisaj Volumul 1, UAUIM, Bucureti, 1989, p.5.)

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Radiaia solar Soarele este poate cea mai important surs de energie a planetei. Toi agenii naturali explicai mai sus depind ntr-o anumit msur de energie. Radiaia solar nseamn radiaie de lumin, nsemnnd energie caloric parial i raze infrarou, nsemnnd integral energie caloric. Un echilibru di-namic ntre deperdiiile i acumulrile de cldur conduce la confort termic i, parial, la confortul ntregului ansamblu. Datele referitoare la nsorire sunt nece-sare pentru dimensionarea i evaluarea performanelor instalaiilor solare, pen-tru calculul aporturilor solare pasive care intervin n bilanul termic al cldirilor i pentru dimensionarea instalaiilor de rcire (climatizare). Valorile intensitii radiaiei solare, n W/m2, difer n funcie de amplasament i nclinarea suprafeei. Instrumentul prin care arhitectul determin, n parte, soluia particular a unui proiect de calitate, dintr-un singur loc, a unui singur program de arhitectur cu anumite cerine, este studiul de nsorire. Acesta ajut la generarea concepiei de ansamblu a proiectului, dar i a soluiilor legate de materialele care ar trebui folosite. Procesul de verificare a nsoririi ncepe cu masca de umbr - proiectarea unui obiect din spaiu pe bolt folosind un punct de observaie. Masca de umbr se poate defini ca o dubl proiecie: o proiecie a obiectului pe bolt i o a doua proiecie a punctelor obinute pe bolt pe planul orizontal. Urmeaz supra-punerea peste masca de umbr a diagramei solare, respectnd orientarea cardi-nal. Prin suprapunerea diagramei si a mastii se poate face verificarea insoririi unui punct tot timpul anului. Dac punctul de referin aparine unei suprafee, se poate calcula cu exactitate aportul de energie solar pe acea suprafa, cal-culnd din diagram valorile incidenei radiaiei solare. Nu n ultimul rnd, energia solar poate fi utilizat i pentru generarea electricitii prin panourile solare fotovoltaice, respectiv a apei calde prin panourile solare termice. Legat de radiaia termic este i noiunea de inerie termic, ce se refer la proprietatea elementelor constructive de a mpiedica ptrunderea spre interior a valurilor de cldur generate de nsorire.

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

POVESTEA LUI ANTONI GAUDI I A CASEI BATLLO

Dei cldirile lui Antoni Gaudi nu sunt case pasive n adevratul sens al cu-vntului, acestea conin sisteme inteligente de nclzire i ventilaie care fac ca acest cas s funcioneze ca un ansamblu cu caracteristicile unei case ecologice. Probabil c arhitectul catalan nu a efectuat un studiu de nsorire n felul n care este abordat astzi, ns acesta deinea un interes i o sensibilitate aparte ctre nelegerea mediului nconjurtor i a fenomenelor naturale, precum i pentru inventarea soluiilor inteligente, derivate din studiul naturii - al anatomiei ani-malelor i al structurilor vegetale. Se poate afirma c Antoni Gaudi a fost unul dintre pionierii arhitecturii ecologice. Acesta, considerat fie geniu, fie dimpotriv, arhicunoscut n ziua de astzi i poate tocmai de aceea, trecut cu vederea de muli, a fost cu siguran un artist complet, fapt demonstrat de multitudinea domeniilor care l-au preocupat i pe care le-a studiat pentru a construi. El a implementat principii att de necesare astzi, ntr-o epoc n care resursele sunt din ce n ce mai puine, iar consumul crete ntr-un ritm accelerat. n mod sigur, oricare ar fi poziia vis-a-vis de rezultatul muncii sale, merit studiat pentru atenia sa pentru detalii i n special pentru viziunea sa global, pentru capacitatea de a-i imagina proiectele i de a-i implica i pe alii pentru a le aduce ntr-o form fizic. Un alt aspect foarte important al lucrrii lui Gaudi este pre-ocuparea sa pentru ceea ce am numi astzi ecologie - sticla i ceramica folosite ca decoraie erau reciclate, iar casele sunt gndite cu un sistem de ventilare natural i cu lumin natural din belug. A construit apte cldiri rezideniale - Casa Vicens (1883-1888), Palau Guell (1885-1890), Casa de los Botines (1892-1893), Casa Calvet (1898-1900), Bellesguard (1901-1908), Casa Batllo (1904-1907) i Casa Mila (1906-1912) nainte s se dedice n totalitate capodoperei sale, La Sagrada Familia. Probabil cele mai cunoscute cldiri de locuine proiectate de Gaudi sunt cele dou cldiri extraordinare - casa Mila i casa Batllo - situate pe aceeai strad - Passeig de Gracia. De altfel, cele

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

dou au fost declarate monumente i se afl pe Lista Patrimoniului Mondial UN-ESCO. Dei numai Casa Mila este n ntregime opera lui Gaudi, iar valoarea sa a fost recunoscut oficial cu mult timp nainte de cea a Casei Battlo, ntruct au fost declarate monument UNESCO n 1984, respectiv 2005, n realizarea celei de-a doua cldire arhitectul catalan i-a exprimat cu mai mult for i exuberan ideile despre arhitectur. Poate i pentru c a fost ultima dintre casele duse la bun sfrit din timpul vieii sale, nainte de a-i dedica viaa construirii bazilicii Sagrada Familia. Poate c este cea mai fascinant dintre cldirile rezideniale, fiindc fan-tezia lui Gaudi nu a cunoscut limite. Dei cldirea, piesele de mobilier, tmplria i alte accesoriile proiectate de Antoni Gaudi au forme elaborate i sunt rezultatul unei munci asidue, principiile din spatele lor sunt foarte simple i sunt inspirate de creaia suprem - natura. n contrast cu viaa sa simpl, opera este bogat, ex-uberant, dramatic, foarte vie - la fel ca natura pe care o iubea. Dup cum el n-sui a afirmat adesea, munca lui este ntru totul mediteranean - pentru c apa i lumina rilor mediteraneene le dau oamenilor claritate i un sim plastic put-ernic dezvoltat. Ct despre arhitectura interioar, este de necontestat calitatea sa extraordinar, bogia spaial incredibil dat de jocuri de lumini i umbre, de comunicarea permanent a spaiilor nchise cu tradiionalele curi interioare mediteraneene. Aa cum a spus Gaudi nsui, Cei care caut Legile Naturii ca suport pentru munca lor colaboreaz cu Creatorul . 3

http://www.archdaily.com/90689/ad-classics-casa-batllo-antoni-gaudi/3

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

ANALIZA CASEI BATLLO

Casa Batllo se afl n oraul catalan Barcelona, deci ntr-o zon cu climat mediteranean unde temperatura medie anual este de 15 grade Celsius, ntr-un ora nsorit timp de 2500 de ore pe an sau 7 ore pe zi . 4

!

!! Sursa: http://barcelonayellow.com/bcn-tourist/87-weather-forecast-barcelona - feb. 4

2015

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Cldirea se afl pe o strad important din Barcelona i face parte dintr-o insul urban cunoscut drept mrul discordiei din cadrul prii oraului proiectate de Idelfons Cerda. Este, aadar, nconjurat de locuine niruite, fiecare cas fiind lipit pe 2 laturi de fiecare dintre casele vecine. Astfel, exist doar 2 faade care pot primi lumin, dar i ventilaie natural. La fel ca majori-tatea caselor mediteraneene, Casa Batllo are o curte interioar care s asigure necesarul de lumin i aer pentru toate camerele din apartamentele cldirii.

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Desfurndu-se pe ntreaga nlime a cldirii - 6 etaje i podul - curtea interioar funcioneaz ca un uria aparat de aer condiionat pentru ntreaga cldire. Aceasta este divizat n 2 pri de scri i lift, ntuct funcioneaz i ca nod de circulaie. n partea superioar este acoperit de o structur metalic fin i o nvelitoare de sticl. Acoperirea nu este perfect etan - de aceea nu se pro-duce efectul de ser ntlnit adesea n cldirile moderne ce au anvelopanta de sti-cl sau o curte asemntoare cu cea a Casei Batllo. Ceramica reciclat - din nou un concept des utilizat n prezent - cu care sunt placai pereii, asigur imperme-abilitatea lor i menine suprafaa lor la o temperatur constant. De asemenea, aceasta are o comportare bun n timp, deci este durabil. Mai mult, Gaudi folosete i culoarea pentru a asigura un microclimat sntos i confortul vizual i higrotermic - albastrul este mai intens aproape de sursa de lumina i mai deschis ctre baz pentru ca nuana s par aceeai pe toat nlimea curii i a accentua lumina n adncime, unde nu ptrunde lumin suficient.

!

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Un element care ajut la ventilare, precum i la reglarea temperaturii inte-rioare sunt tmplriile de geam prevzute cu fante inspirate din branhiile petilor ce se pot deschide i nchide dup bunul plac al locatarilor. Ele sunt folosite la ferestrele dinspre curtea interioar , dar i la cele dinspre strad.

!!!!!! !!!!!! Aceste fante din tmplrie pot fi deschise i nchise manual, att pentru a ventila aerul, ct i pentru a rci interiorul n zilele foarte calde din Barcelona.

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

Casa este dotat i cu un sistem de nclzire clasic - sobe. Evacuarea fumu-lui se face prin courile de pe terasa casei. Acoperiul nu este unul orizontal, ci este construit din arce catenare de crmid ce creaz un ritm spectaculos i loc suficient pentru activiti conexe locuirii - spltorie sau depozitare. Nici mcar un loc banal cum este podul nu a fost tratat cu indiferen de Gaudi. ntregul pod, folosit odinioar de toi locatarii cldirii, este inundat de lu-min i aerisit prin fante i ferestre ce comunic direct cu curtea interioar.

Fizica Construciilor Cuzino Jacqueline 42 B

! !!!! Antoni Gaudi a reuit s realizeze prin mijloace convenionale un micro-climat i un mediu interior extraordinar, inspirndu-se din mecanismele naturii i nelegnd fenomele studiate astzi de fizica construciilor. Astfel, temperatura aerului, umiditatea aerului, regimul termic se afl ntr-un echilibru dinamic. n plus, confortul vizual nu este sacrificat n favoarea confortului higrotermic, ci din contr, acesta este derivat din procedeele utilizate de Gaudi pentru a asigura echilibrul energetic al Casei Batllo. Materialele utilizate de Gaudi - crmida, pia-tra, lemnul, sticla, ceramica - au asigurat o evoluie sntoas i durabilitatea ca-sei - ce nc funcioneaz perfect dup mai bine de 100 de ani de la terminarea procesului de construcie. Dei astzi o cldire ca i Casa Batllo ar fi imposibil de construit din lipsa meterilor calificai i a costurilor enorme, Antoni Gaudi merit studiat pentru c a reuit s creeze nite cldiri fabuloase care corespund standardelor de locuire actuale, prin principii preluate din studiul naturii, deci ale fenomenelor fizice. Mai mult, a reuit aceasta prin folosirea unor materiale clasice, fr a avea tehnologiile disponibile astzi.

!

Bibliografie !Cri DABIJA, Ana-Maria, Sisteme performante pentru faade, Editura Universitar Ion Mincu, Bucureti, 2005, pp. 19-34. GAUSA, Manuel, CERVELLO, Marta, PLA, Maurici, Barcelona: A Guide to its Mod-ern Architecture. 1860-2002, ACTAR, Barcelona, 2005. STAN, Alexandru, Finisaj Volumul 1, UAUIM, Bucureti, 1989. SWEENEY, James Johnson, SERT, Josep Lluis, Antoni Gaudi, The Architectural Press, 1960. THIEBAULT, Philippe, Gaudi Vizionarul, Gallimard, 2001. !!!Site-uri

http://www.archdaily.com/90689/ad-classics-casa-batllo-antoni-gaudi/ - ian. 2015 http://barcelonayellow.com/bcn-tourist/87-weather-forecast-barcelona - feb. 2015 http://www.casamuseugaudi.org - ian. 2015 http://www.gaudiclub.com - ian. 2015 http://whc.unesco.org/en/list/320- ian. 2015 http://passipedia.passiv.de/ - feb. 2015 http://solarchvision.com- feb. 2015 !!Surse fotografii www.wikipedia.com http://barcelonayellow.com/bcn-tourist/87-weather-forecast-barcelona Arhiva proprie Google Maps !!