ANALIZA COMPARATIVĂ A UNOR PREHENSOARE ANTROPOMORFE

Buletinul AGIR nr. 1/2014 ● ianuarie-martie 73

IMPORTANŢA IZOLAŢIEI PENTRU REALIZAREA CONSTRUCŢIILOR ECOLOGICE

Asist. univ. dr. ing. Gheorghe-Cosmin SPIRCHEZ, Conf. univ. dr. ing. Liviu GACEU

Universitatea „Transilvania“ din Braşov

REZUMAT. Lucrarea de față își propune să analizeze eficiența energetică a construcțiilor ecologice, luând ca studiu de caz 5 variante de structuri de izolație. Este important ca la izolarea construcțiilor să ținem seama de coeficientul de transfer termic (U). O valoare U scăzută indică un nivel ridicat de izolație.

Cuvinte cheie: izolație, coeficient de conductivitate termică, coeficient de transfer termic, construcție ecologică.

ABSTRACT. This paperwork presents to analyze the energy efficiency of green building, taking as a case study 5 different insulation structure. It is important to insulate buildings to consider the heat transfer coefficient (U). A low U-value indicates a high level of insulation.

Keywords: insulation, thermal conductivity of coefficient, heat transfer of coefficient, green building.

1. INTRODUCERE

Izolația are rolul de a reduce consumul de energie pentru încălzire. Din punct de vedere al eficienței, termoizolațiile naturale nu sunt mai puțin perfor-mante decât izolațiile din fibre sintetice.

2. IZOLAŢII UTILIZATE PENTRU CONSTRUCŢIILE ECOLOGICE

Tipurile de izolații naturale descrise în lucrare sunt:

– izolația din lână de oaie; – izolația din fibre de cânepă; – izolația din fibre de lemn;

a. Izolația din lâna de oaie. Izolația din lână se realizează din fibre de lână naturală, spălată și tratată. Aceste fibre de lână sunt ținute împreună fie mecanic, fie folosind maxim 15% fibre de poliester, pentru a forma plăci semirigide sau role [1].

Izolația din lână se utilizează ca izolator termic și fonic pentru construcțiile din lemn cât și pentru casele din cărămidă.

Izolația din lână de oaie are capacitatea de a absorbi și de a elibera umiditatea din aerul încon-jurător. Când fibrele de lână absorb umiditatea, ele generează cantități mici de căldură.

Lâna este un material higroscopic, ceea ce în-seamnă că acesta este gândit pentru a absorbi până la 30%-40% din propria greutate în umiditate.

Conductivitatea termică a izolației din lână este cuprinsă între 0,0356 W/mK și 0,040 W/mK.

Izolația din lâna de oaie are capacitatea de a reduce zgomotul. Din cercetările efectuate s-a demonstrat că izolația din lână de oaie este un foarte bun absorbant fonic atât la pereți cât și la tavane.

Izolația din lâna de oaie este fabricată din materii prime naturale, regenerabile, fără să afecteze stratul de ozon. După terminarea ciclului de viață, izolația din lână se poate refolosi, sau este biodegradabilă.

b. Izolația din fibre de cânepă. Izolația din fibre de cânepă, se realizează din fibre la care se adaugă 10-12% fibre Biko, pentru o stabilitate dimensională optimă [1].

În ultima perioadă, a apărut izolația din cânepă 100% naturală. În acest caz fibrele Biko sunt înlocuite cu fibre natural din porumb.

Cânepa poate absorbi până la 20% din greutatea sa în umiditate, fără nici o deteriorare a performanței termice, spre deosebire de izolațiile din fibre sintetice.

Izolația din cânepă are capacitatea de a regla umiditatea din încăpere. Pentru a nu influența negativ această trăsătură, trebuie folosite folii și bariere de vapori care permit transferul umidității.

Izolațiile din fibre de cânepă au o conductivitate termică scăzută, cu o valoare de 0,040 W/mK.

c. Izolația din fibre de lemn. Izolațiile din fibre de lemn se prezintă sub formă de plăci flexibile.

Pentru fabricarea panourilor izolatoare din fibre de lemn se utilizează ca materie primă, deșeurile de așchii din lemn.

Fibrele de lemn obținute din așchii de lemn, pot fi tratate cu până la 2% parafină (exemplu termo-izolațiile pentru fațade) și sunt suflate într-un tub cu aer cald în care sunt uscate. După aceea sunt

CREATIVITATE. INVENTICĂ. ROBOTICĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2014 ● ianuarie-martie 74

impregnate cu 4% rășină poliuretanică și printr-un tratament uscat plăcile se întăresc și se usucă.

În funcție de domeniul de utilizare, se produc plăci fibrolemnoase flexibile pentru izolarea pereților la casele pe structură de lemn și a acoperișurilor.

Izolațiile din fibre de lemn, sunt materiale de construcții din surse naturale, regenerabile și care nu au un impact negativ asupra mediului înconjurător.

3. OPTIMIZAREA STRUCTURILOR UTILIZATE PENTRU CONSTRUCŢIILE ECOLOGICE

În lucrare s-au luat spre studiu 5 structuri de termoizolație pentru construcțiile ecologice.

Cu ajutorul software-ului de la firma din Germania (www.u-wert.net) s-au trasat grafice referitoare la variația temperaturii profilelor, a coeficienților de umiditate dar și de protecție termică.

Structura 1 luată spre analiză este realizată din: M.D.F. (grosime 16 mm, coeficient de conductivi-tate termică 0,13 W/mK), cânepă (grosime 100 mm, coeficient de conductivitate termică 0,04 W/mK), O.S.B. (grosime 14 mm, coeficient de conductivitate termică 0,13 W/mK), climacell (grosime 200 mm, coeficient de conductivitate termică 0,04 W/mK).

În figura 1 se prezintă variația temperaturii pentru structura 1.

Fig. 1. Variația temperaturii pentru structura 1.

În figura 2 se prezintă variația umidității pentru structura 1.

În figura 3 se prezintă variația coeficienților de protecție termică pentru structura 1.

Structura 2 luată spre analiză este realizată din: gypsum fibreboard (grosime 16 mm, coeficient de

conductivitate termică 0,32 W/mK ), Knauf TecTem (grosime 100 mm, coeficient de conductivitate termică 0,045 W/mK),Gutex Multitherm (grosime 14 mm, coeficient de conductivitate termică 0,042 W/mK ), Isocell (grosime 200 mm, coeficient de conducti-vitate termică 0,04 W/mK).

Fig. 2. Variația umidității pentru structura 1.

Fig. 3. Variația coeficienților de protecție termică pentru structura 1.

În figura 4 se prezintă graficul variației tempe-raturii pentru structura 2.

Fig. 4. Variația temperaturii pentru structura 2.

IMPORTANŢA IZOLAŢIEI PENTRU REALIZAREA CONSTRUCŢIILOR ECOLOGICE

Buletinul AGIR nr. 1/2014 ● ianuarie-martie 75

În figura 5 se prezintă variația umidității pentru structura 2.

Fig. 5. Variația umidității pentru structura 2.

În figura 6 se prezintă variația coeficienților de protecție termică pentru structura 2.

Fig. 6. Variația coeficienților de protecție termică pentru structura 2.

Fig. 7. Variația temperaturii pentru structura 3.

Structura 3 luată spre analiză este realizată din: izolație lână (grosime 18 mm, coeficient de con-ductivitate termică 0,04 W/mK), izolație din vată minerală (grosime 100 mm, coeficient de conductivi-tate termică 0,045 W/mK), izolație din celuloză (grosime 14 mm, coeficient de conductivitate termică 0,04 W/mK), folie (grosime 200 mm, coeficient de conductivitate termică 0,22 W/mK).

În figura 7 se prezintă graficul variației tempera-turii pentru structura 3.

În figura 8 se prezintă variația umidității pentru structura 3.

Fig. 8. Variația umidității pentru structura 3.

În figura 9 se prezintă variația coeficienților de protecție termică pentru structura 3.

Fig. 9. Variația coeficienților de protecție termică pentru structura 3.

Structura 4 luată spre analiză este realizată din:

panouri din așchii din lemn (grosime 18 mm, coefi-cient de conductivitate termică 0,14 W/mK), perlită (grosime 100 mm, coeficient de conductivitate termică 0,05 W/mK), izolație din polistiren (grosime 14 mm, coeficient de conductivitate termică 0,045 W/mK), panouri din lemn de pin (grosimea 200 mm, coefi-cient de conductivitate termică 0,13 W/mK).

CREATIVITATE. INVENTICĂ. ROBOTICĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2014 ● ianuarie-martie 76

În figura 10 se prezintă graficul variației tempera-turii pentru structura 4.

Fig. 10. Variația temperaturii pentru structura 4.

În figura 11 se prezintă graficul variației umidită-ții pentru structura 4.

Fig. 11. Variația umidității pentru structura 4.

În figura 12 se prezintă variația coeficienților de protecție termică pentru structura 4.

Fig. 12. Variația coeficienților de protecție termică pentru structura 4.

Structura 5 luată spre analiză este realizată din: panouri de rigips Fermacell (grosime 100 mm, coefi-cient de conductivitate termică 0,32 W/mK ), izolație din lână (grosime 100 mm, coeficient de conductivi-tate termică 0,04 W/mK), folie (grosime 1 mm, coeficient de conductivitate termică 0,25 W/mK), panouri din lemn de stejar (grosime 50 mm, coeficient de conductivitate termică 0,18 W/mK).

În figura 13 se prezintă graficul variației tempera-turii pentru structura 5.

Fig. 13. Variația temperaturii pentru structura 5.

În figura 14 se prezintă graficul variației umidi-tății pentru structura 5.

Fig. 14. Variația umidității pentru structura 5.

În figura 15 se prezintă variația coeficienților de protecție termică pentru structura 5.

4. CONCLUZII

Având în vedere că structura 1 are coeficientul de transfer termic U = 0,127 W/m2K, structura 2 are coeficientul de transfer termic U = 0,129 W/m2K, structura 3 are coeficientul de transfer termic

IMPORTANŢA IZOLAŢIEI PENTRU REALIZAREA CONSTRUCŢIILOR ECOLOGICE

Buletinul AGIR nr. 1/2014 ● ianuarie-martie 77

U = 0,244 W/m2K, structura 4 are coeficientul de transfer termic U = 0,241 W/m2K, structura 5 are coeficientul de transfer termic U = 0,34 W/m2K, cea mai optima structură este aceea ce prezintă valoarea coeficientul de transfer termic (U) cea mai mica.

Fig. 15. Variația coeficienților de protecție termică.

La izolarea construcțiilor din lemn trebuie să alegem structura optima din punct de vedere al coeficientului de transfer termic. Coeficientul de transfer termic (U) exprimă pierderea de căldură printr-un element de construcție (perete, acoperiș). Cu cât valoarea U este mai mare, cu atât perfor-manța anvelopării clădirii este mai slabă. O valoare U scăzută indică un nivel ridicat al izolației.

BIBLIOGRAFIE

[1] Bucur, I. ș.a, Eco-managementul clădirilor și al ansamblurilor rezidențiale, ghid practic de realizare și întreținere a unei clădiri ecologice realizat în cadrul proiectului „Sustenabilitatea energetică a clădirilor și ecoetichetarea serviciilor de cazare“, Editura EX PONTO , Constanța, 2012.

[2] Lăzărescu, C. Construcții din lemn, Editura Universității „Transilvania“ din Brașov, 2008.

[3] Tutorial Program www.u-wert.net

Despre autori

Asist. univ. dr. ing. Gheorghe-Cosmin SPÎRCHEZ Universitatea „Transilvania“ din Brașov

Este absolvent al Facultății de Ingineria Lemnului a Universității „Transilvania“ din Brașov (2002). A obținut titlul de doctor inginer în domeniul științe inginerești în anul 2010. Activează din anul 2003 la Departamentul de Prelucrarea Lemnului și Designul Produselor din Lemn de la Universitatea „Transilvania“ din Brașov. A publicat peste 40 de articole științifice în volumele unor manifestări științifice naționale și internaționale. A participat la târguri și expoziții din domeniul industriei lemnului din țară și din străinătate.

Conf. univ. dr. ing. Liviu GACEU Universitatea „Transilvania“ din Brașov

Este absolvent al Facultății de Inginerie Mecanică a Universității „Transilvania“ din Brașov (1995). A obținut titlul de doctor inginer în domeniul științe inginerești în anul 2001. Specializări în: biometrie în agricultură la Universitatea Agricolă din Volos – Grecia, în anul 2006; inginerie mecanică asistată la Universitatea Tehnică din Aachen – Germania în anul 2001. Este membru în asociații profesionale și științifice: Societatea de Etnofarmacologie din România, membru din anul 2008; Societatea Generală a Inginerilor din România, membru din anul 1999; Societatea de Ecosanogeneză din România, membru din anul 2003.