Cristian VELICU

REABILITAREA TERMOFIZICĂ A

CLĂDIRILOR

2007

Tipografia PIM IAŞI

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României VELICU, CRISTIAN

Reabilitarea termofizică a clădirilor / Cristian Velicu - Iaşi: Editura Experţilor Tehnici, 2007

Bibliogr. ISBN 978-973-87988-2-3

699.86

3

PREFAŢĂ

FRONT DE LUCRU

4.846.572 clădiri

NECESAR DE FORŢĂ DE MUNCĂ

≈ 4 milioane de angajaţi (activităţi directe şi indirecte)

FONDURI DE STAT

82 miliarde € (6,5 % din PIB pentru anii 2008-2023)

Fără a lua în considerare şi realizarea construcţiilor noi, activitatea de reabilitare termică a fondului construit existent, care urmează să se desfăşoare în următoarea perioadă este impresionantă. Pentru oricare dintre specialiştii implicaţi în domeniul construcţiilor (antreprenori, proiectanţi, consultanţi, personal din execuţie, fabricanţi de materiale, etc.) datele de mai sus nu pot constitui decât o pledoarie şi un îndemn pentru orientarea şi specializarea activităţii pe această direcţie. Contextul este favorabil chiar dacă începutul este timid. Neîncrezători şi puţin informaţi, fără a beneficia de credite sau ajutoare financiare, apelând la antreprenori nespecializaţi şi neutilaţi, proprietarii locuinţelor au început, din ce în ce mai mult, să-şi gestioneze singuri consumul energetic pentru încălzire. După aceasta, mai mult prin puterea exemplului decât prin programe naţionale, au început să descopere singuri că reabilitarea termică a pereţilor exteriori este primul pas, în condiţiile actuale, pentru a asigura o economie de energie şi un confort sporit. Lucrurile se îndreaptă, în mod firesc, de la o abordare individuală a problemei reabilitării spre o abordare colectivă, pe care statul o va subvenţiona într-o anumită măsură. Meşteşugarii care până acum executau lucrări izolate de termosisteme la pereţii câtorva apartamente ale unui bloc, trebuie să fie înlocuiţi, în curând, de antreprenori specializaţi în acest tip de lucrări care aplică soluţii eficiente şi standardizate pe baza unor proiecte de execuţie, cu o dotare corespunzătoare şi personal calificat. Lucrarea de faţă are la baza prevederile normativelor în vigoare privind expertizarea, auditul clădirilor supuse procedurii de reabilitare termofizică ca şi concepţia şi execuţia soluţiilor propuse şi poate fi utilă tuturor celor interesaţi pentru o specializare în acest domeniu. Iaşi, 22.11.2007

5

CUPRINS

CAP.1 EXIGENŢE PENTRU CONSTRUCŢII 111.1 EXIGENŢELE UTILIZATORILOR 111.2 Exigenţe de performanţă 121.2.1 Exigenţe de performanţă privind realizarea lucrărilor de construcţii 121.2.2 Exigenţe de performanţă referitoare la exploatarea construcţiilor 201.3 CRITERIILE DE PERFORMANŢĂ 201.4 NIVELURILE DE PERFORMANŢĂ 201.5 CRITERII ŞI NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PENTRU CONFORTUL HIGROTERMIC 211.5.1 Indicele PMV 211.5.2 Indicele PPD 221.5.3 Temperatura operativă 221.5.4 Parametrii mediului ambient 221.5.4.1 Temperatura aerului 221.5.4.2 Umiditatea relativă a aerului 221.5.4.3 Viteza medie a aerului 221.5.5 Parametrii disconfortului local 231.5.5.1 Diferenţa pe verticală a temperaturii aerului 231.5.5.2 Temperatura pe suprafaţa pardoselii 241.5.5.3 Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii 241.5.5.4 Asimetria temperaturii de radiaţie a ferestrelor sau a altor suprafeţe verticale 241.5.5.5 Asimetria temperaturii de radiaţie a unui plafon încălzit 241.6 CRITERII DE PERFORMANŢĂ CARACTERISTICE ELEMENTELOR DE ANVELOPĂ 241.6.1 Parametri de climat exterior 261.6.2 Parametri de climat interior 271.6.2.1 Temperatura aerului 271.6.2.2 Temperatura medie de radiaţie 271.6.2.3 Asimetria temperaturii de radiaţie 281.6.2.4 Temperatura interioară 281.6.2.5 Temperatura interioară convenţională 281.6.2.6 Umiditatea absolută şi umiditatea relativă 281.6.2.7 Viteza aerului 291.7 NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PENTRU ELEMENTELE ANVELOPEI 291.7.1 Rezistenţele termice, pentru clădirile noi 291.7.2 Rezistenţa termică corectată minimă, admisibilă 311.7.3 Temperaturi superficiale normate 321.8 REGIMURI DE UTILIZARE A CLĂDIRILOR ŞI INFLUENŢA ACESTORA ASUPRA PERFORMANŢEI ENERGETICE 351.8.1 Clasificarea clădirilor în funcţie de regimul lor de ocupare 351.8.2 Clasificarea tipurilor de funcţionare ale instalaţiilor de încălzire 351.8.3 Clasificarea clădirilor funcţie de inerţia termică 351.8.4 Corelaţii între regimul de ocupare al clădirii şi inerţia termică a acesteia 36

6

CAP.2 – MATERIALE IZOLATOARE UTILIZATE LA REABILITAREA TERMICĂ 372.1. CARACTERISTICILE FIZICE PRINCIPALE ALE MATERIALELOR IZOLATOARE - PROPRIETĂŢILE HIGROTERMICE 372.2. CLASIFICAREA ŞI PREZENTAREA MATERIALELOR IZOLATOARE 402.2.1. Prezentarea materialelor izolatoare 402.3. CRITERII DE FOLOSIRE A MATERIALELOR TERMOIZOLATOARE 452.3.1. Alegerea materialelor termoizolatoare 452.3.2. Condiţii privind capacitatea de izolare termică a elementelor de construcţii 47

CAP. 3 CONDIŢII CLIMATICE DE CALCUL 493.1 CLIMATUL INTERIOR AL CLĂDIRILOR 493.1.1 Confortul termic 503.1.1.1 Influenţa proprietăţilor termice ale elementelor de construcţie exterioare şi interioare asupra climatului încăperii 503.1.1.2 Influenţa încălzirii asupra climatului încăperii 513.1.2 Caracteristicile recomandate pentru climatul interior 513.2 CLIMATUL EXTERIOR 523.2.1. Zonarea climatică a teritoriului în perioada de iarnă 523.2.2 Zonarea climatică a teritoriului în perioada de vară 533.2.3 Grade-zile 553.2.4 Alte condiţii climatice 553.2.4.1 Umiditatea relativă de calcul a aerului exterior 553.2.4.2 Viteza de calcul a aerului exterior 56

CAP.4 CALCUL PARAMETRILOR DE PERFORMANŢĂ TERMICĂ A ANVELOPEI CLĂDIRILOR 574.1 ELEMENTELE SUPRATERANE ALE ANVELOPEI 574.1.1 Temperaturi interioare convenţionale de calcul 574.1.1.1 Temperaturile interioare ale încăperilor încălzite 574.1.1.2 Temperaturile interioare ale spaţiilor neîncălzite 574.1.2 Temperaturi exterioare 574.1.3. Rezistenţe termice specifice ale elementelor de construcţie opace 584.1.3.1 Rezistenţa specifică a unui strat omogen 584.1.3.2 Rezistenţa termică a unui strat cvasiomogen 584.1.3.3 Rezistenţe la transfer termic superficial 584.1.3.4 Rezistenţe termice ale straturilor de aer neventilat 594.1.3.5 Calculul rezistenţei termice şi a transmitanţei termice totale, unidirecţionale a elementelor de construcţie opace 604.1.3.6 Calculul rezistenţei termice şi a transmitanţei termice - corectate cu efectul punţilor termice, a elementelor de construcţie opace 604.1.3.7 Rezistenţa termică specifică medie 614.1.3.8 Coeficientul de cuplaj termic 614.1.4 Transmitanţa termică a elementelor vitrate 614.2 ELEMENTELE SUBTERANE ALE ANVELOPEI 624.2.1 Calculul parametrilor de performanţă termică a elementelor de anvelopă aflate în contact cu solul 624.2.1.1 Caracteristicile termotehnice ale pământului 634.2.1.2 Temperaturile exterioare 644.2.1.3 Temperaturile în pământ 64

7

4.2.1.4 Temperaturile interioare ale încăperilor încălzite 644.2.1.5 Temperaturile interioare ale spaţiilor neîncălzite 644.2.1.6 Rezistenţele termice superficiale 644.2.1.7 Placa pe sol 654.2.1.7.1 Rezistenţa termică specifică corectată a plăcii pe sol 664.2.1.7.2 Rezistenţa termică specifică unidirecţională a plăcii pe sol 664.2.1.8 Subsol parţial îngropat 664.2.1.8.1 Rezistenţa termică specifică corectată a pereţilor subsolului 674.2.1.8.2 Rezistenţa termică specifică unidirecţională a pereţilor 674.2.1.8.3 Rezistenţa termică specifică corectată a plăcii subsolului 674.2.1.8.4 Rezistenţa termică specifică unidirecţională 684.2.1.9 Determinarea temperaturilor pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie în contact cu solul 684.2.1.9.1Temperatura pe suprafaţa pardoselii 684.2.1.9.2 Temperatura pe suprafaţa tavanului 684.2.1.9.3 Temperaturile minime de pe suprafaţa interioară 684.2.1.9.4 Temperatura superficială medie, aferentă unui element de construcţie în contact cu solul 694.2.1.10 Valori normate ale parametrilor 694.3 EVALUAREA COMPORTĂRII ELEMENTELOR ANVELOPEI LA FENOMENUL DE CONDENS SUPERFICIAL 704.4 EVALUAREA COMPORTĂRII ELEMENTELOR ANVELOPEI LA DIFUZIA VAPORILOR DE APĂ 744.5 EVALUAREA STABILITĂTII TERMICE A ELEMENTELOR ANVELOPEI ŞI A ÎNCĂPERILOR 754.6 CALCULUL INDICATORILOR GLOBALI PENTRU ANVELOPA CLĂDIRII 774.6.1 Rezistenţa termică corectată medie a unui element de construcţie al anvelopei clădirii/transmitanţa termică corectată medie a unui element de construcţie al anvelopei clădirii 774.6.2 Rezistenţa termică corectată medie a anvelopei clădirii/transmitanţa termică medie a anvelopei clădirii 774.6.3 Fluxul termic 774.6.4 Evaluarea aporturilor solare datorate elementelor de construcţie vitrate 774.6.5 Evaluarea pierderilor de căldura cauzate de permeabilitatea la aer a anvelopei clădirii 794.6.6 Determinarea ratei de ventilare a unui spaţiu ocupat, cu condiţia menţinerii confortului fiziologic 81

CAP.5 DETERMINAREA COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ 835.1 COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ A UNEI CLĂDIRI DE LOCUIT 835.2 DETERMINAREA COEFICIENTULUI GLOBAL NORMAT DE IZOLARE TERMICĂ 885.3 VERIFICAREA NIVELULUI DE IZOLARE TERMICĂ GLOBALĂ 895.4 RECOMANDĂRI PRIVIND UNELE POSIBLITĂŢI DE ÎMBUNĂTĂŢIRE A COMPORTĂRII TERMOTEHNICE ŞI DE REDUCERE A VALORII COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ LA CLĂDIRILE DE LOCUIT 90

8

CAP.6 EVALUARE A GRADULUI DE CONFORT HIGROTERMIC 916.1 PROCEDURI DE EVALUARE A GRADULUI DE CONFORT 926.1.1 Determinarea parametrilor de confort 926.1.1.1Temperatura aerului 926.1.1.2 Temperatura medie de radiaţie 936.1.1.3 Umiditatea aerului 936.1.1.3.1Umiditatea absolută 936.1.1.3.2 Raportul de umiditate 936.1.1.3.3 Presiunea parţială a vaporilor de apă 946.1.1.3.4 Umiditatea relativă 946.1.1.4 Viteza aerului 956.1.1.4 Votul mediu previzibil 956.1.1.5 Procentajul previzibil de nemulţumiţi 966.1.1.6 Temperatura operativă 966.1.1.7 Asimetria temperaturii de radiaţie 966.1.1.8 Temperatura de radiaţie plană 966.1.1.9 Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii 966.1.1.10 Evaluarea disconfortului produs de curenţi de aer 96

CAP.7 EVALUAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICĂ A ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE ALE CLĂDIRILOR 977.2 ETAPELE EVALUARII 977.2.1 Investigarea preliminară 977.2.1.1 Identificarea clădirii 977.2.1.2 Date privind amplasarea clădirii şi a elementului de construcţie 977.2.1.3 Investigarea detaliată a elementului de construcţie 987.3 PARAMETRI ŞI NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PRIVIND GRADUL DE IZOLARE TERMICĂ A ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE 997.4 PROCEDURI DE EVALUARE A PERFORMANŢELOR TERMOTEHNICE ALE ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE 997.4.1 Evaluare calitativă a performanţelor termotehnice ale elementelor de construcţie 1007.4.1.1 Analiza modului în care construcţia respectă prevederile reglementărilor tehnice specifice tipului de clădire ce face obiectul evaluării, referitoare la performanţele higrotermice 1007.4.1.2 Analiza modului în care execuţia şi condiţiile de exploatare ale clădirii corespund proiectului şi caietului de sarcini privind exploatarea 1007.4.1.3 Analiza degradărilor identificate în urma investigării elementului de construcţie 1017.4.2 Evaluarea pe bază de determinări experimentale 1017.4.2.1 Metode de determinare pe probe prelevate 1017.4.2.1.1 Determinarea umidităţii materialelor 1017.4.2.1.2 Determinarea densităţii materialelor 1027.4.2.1.3 Determinarea gradului de degradare a materialelor 1027.4.2.2 Metode de determinare nedistructive „in situ" 1027.4.2.2.1 Metode de determinare a gradului de umezire a materialelor componente 1027.4.2.2.2 Metode de determinare a performanţelor de izolare termică a elementelor de construcţie 102

9

7.4.2.2.3 Metode de determinare a permeabilităţii la aer a încăperilor/elementelor de construcţie 1067.4.3 Evaluarea prin calcul 108

CAP.8 TIPURI DE DEGRADĂRI APĂRUTE ÎN EXPLOATAREA CLĂDIRILOR 1118.1 Fenomene de condens interior 1118.2 Diminuarea în timp a rezistenţei termice a elementelor de închidere 1128.3 Infiltraţii de aer 1138.4 Infiltraţii de apă 113

CAP. 9 SOLUŢII DE PRINCIPIU PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA PROTECŢIEI TERMICE LA CLĂDIRILE EXISTENTE 1159.1 SOLUTII PENTRU PEREŢI EXTERIORI 1189.2 SOLUŢII PENTRU ACOPERISURILE TERASĂ 1249.3 SOLUŢII PENTRU PLANŞEE DE POD 1309.4 SOLUTII DE IZOLARE A ACOPERISULUI SARPANTA – MANSARDE 1349.5 SOLUŢII PENTRU PLĂCI PE SOL 1419.6 SOLUŢII PENTRU PLANŞEE PESTE SUBSOLURI NEÎNCĂLZITE 1459.7 SOLUŢII PENTRU TÂMPLĂRIA EXTERIOARĂ 1529.7.1 Sisteme de ferestre utilizate la clădirile civile 1529.7.1.1 Ferestre cu profile din lemn 1529.7.1.2 Ferestre cu deschidere obişnuită 1529.7.1.3 Ferestre duble cu deschidere interioară 1539.7.1.4 Ferestre metalice 1539.7.1.4.1 Ferestrele cu profile din oţel 1539.7.1.4.2 Ferestre metalice cu profile din oţel, realizate cu laminate curente 1549.7.1.4.3 Ferestrele cu profite din laminate speciale de oţel 1549.7.1.4.4 Ferestre cu profile din bandă de oţel 1559.7.1.4.5 Ferestre cu profile din bandă prelucrată la presa cu role 1559.7.1.4.6 Ferestre cu profile din aluminiu 1569.7.1.5 Ferestre realizate cu profile din mase plastice 1569.7.2 Soluţii de intervenţie asupra ferestrelor clădirilor civile existente 1579.7.2.1 Soluţii de principiu 1599.7.2.1.1 Asigurarea geometriei corecte a ferestrei şi a rezistenţei ei la solicitări mecanice 1599.7.2.1.2 Creşterea performanţelor termice ale ferestrei 160

CAP.10 STABILIREA ORDINII DE PRIORITATE A MĂSURILOR DE REABILITARE TERMICĂ A CLĂDIRILOR Şl INSTALAŢIIL0R 17110.1 CRITERIUL COSTURILOR DE INVESTIŢIE REDUSE 17210.1.1 Soluţii "fără costuri” 17210.1.2 Soluţii cu "costuri reduse sau medii" 17210.1.3 Soluţii cu costuri ridicate 17310.2 CRITERIUL ECONOMIEI DE ENERGIE 17310.3 CRITERIUL DURATEI DE RECUPERARE A INVESTIŢIEI SUPLIMENTARE 17510.4 CRITERIUL STĂRII FIZICE A CLĂDIRII 176

BIBLIOGRAFIE 177

11

CAP.1 EXIGENŢE PENTRU CONSTRUCŢII Având o valoare utilitară clădirile trebuie să răspundă unor cerinţe (exigenţe) specifice, determinate de destinaţie, amplasament, soluţiile constructive şi materialele alese. Stabilirea acestor exigenţe este o necesitate esenţială pentru activitatea de construcţii, deoarece: - nu se poate proiecta şi executa ceva despre care nu se ştie exact căror condiţii trebuie să corespundă; - în final un proiect şi o construcţie trebuie să poată fi apreciate obiectiv prin raportare la etaloane de calitate stabilite ştiinţific. 1.1 EXIGENŢELE UTILIZATORILOR Se referă la condiţiile pe care aceştia le doresc îndeplinite în imobilele pe care le vor folosi. Aceste condiţii sunt determinate de următoarele categorii generale de cerinţe: 1.1.1 fiziologice naturale însemnând posibilitatea de a utiliza spaţiile din clădire pentru activităţi creatoare, odihnă sau divertisment în condiţii de igienă, confort şi protecţie faţă de orice factori nocivi, de a se deplasa cu uşurinţă şi sigur etc.; - exigenţe acustice – protecţia contra zgomotului şi calitatea sonoră a imobilului; - exigenţe higrotermice şi de însorire – se manifestă prin confortul de iarna şi confortul de vară; - exigenţe vizuale – iluminarea; - exigenţe de securitate – stabilitatea construcţiei, securitatea funcţionării echipamentelor la incendiu, electrocutare, explozie, la circulaţie, la intruziune; - exigenţe de igienă – adaptarea echipamentelor sanitare, uşurinţa efectuării curăţeniei şi dezinfecţiei, eliminarea apelor uzate; - exigenţe olfactive şi respiratorii – determină puritatea aerului în construcţie; - exigenţe tactile – în special la contactul dintre picior şi pardoseală; 1.1.2 psihosociale referitoare la senzaţia de contact cu mediul înconjurător, posibilitatea de a comunica şi de a se separa, satisfacţia estetică, orientarea simplă etc.; - exigenţe privind dreptul la intimitate al ocupanţilor – între ei şi în raport cu exteriorul. Intimitatea sau libertatea în raport cu ceea ce simţim pentru intruziunea inopinată a altor persoane se poate exprima prin mai mulţi factori. Reacţia faţă de intimitate depinde de propriile atitudini ca şi de condiţiile psihice. Intruziunea constă în mod esenţial în faptul de a fi văzut de către alţii, zgomot, contact social şi comunicare. 1.1.3 de eficienţă privind cheltuieli şi consumuri minime de achiziţie şi exploatare a clădirii, durabilitate, protecţie faţă de pericole, conservarea mediului etc.

12

Exigenţele utilizatorilor sunt formulate la modul general şi calitativ, lipsite de o expresie cantitativă numerică, fără a ţine seamă de materialele sau procesele tehnologice prin care sunt realizate clădirile şi fără a analiza cauzele care ar putea determina neîndeplinirea cerinţelor respective. 1.2 EXIGENŢE DE PERFORMANŢĂ Sunt formulate de specialişti pentru a satisface exigenţele utilizatorilor luând în considerare factorii care acţionează asupra imobilului pe întreaga durată de exploatare. Exigenţele de performanţă au un grad mare de generalitate şi servesc în primul rând pentru orientarea cercetărilor. Alegerea materialelor, a soluţiilor şi a tehnologiilor de execuţie în cadrul construcţiilor tradiţionale a fost definită prin specificaţii descriptive care constituiau soluţii tip. Diversitatea actuală a produselor şi tehnologiilor au înlocuit descrierea unei soluţii tip printr-o obligaţie de rezultat, adică sub forma performanţelor pe care trebuie să le îndeplinească o construcţie. Performanţele sunt un ansamblu de caracteristici care definesc aptitudinea construcţiei de a răspunde corect diverselor sale funcţiuni într-un context dat, adică să satisfacă exigenţele. 1.2.1 Exigenţe de performanţă privind realizarea lucrărilor de construcţii Acestea se referă la ceea ce se întâmplă până la recepţia clădirii, adică la resursele necesare pentru realizarea construcţiilor (materiale, forţă de muncă, utilaje, energie, teren, fonduri băneşti) şi la procesele tehnologice prin care sunt executate, exprimând dorinţele constructorilor. Din anul 1960, CIB (International Council of Building) a creat un grup de lucru W45 care este însărcinat cu furnizarea listelor de exigenţe pentru diverse tipuri de clădiri, ca o bază pentru reglementările internaţionale. Acest grup a emis o listă de exigenţe pentru clădirile de locuit (1971), cu o completare privind economia de energie (1976) şi pentru clădirile cu destinaţie de învăţământ (1978) iar ISO (International Standard Organisation) în 1984 identifică 14 exigenţe de performanţă privind clădirile de locuit şi anume: - stabilitate - confort tactil - siguranţă la foc - confort antropodinamic - siguranţa utilizării - igienă - etanşeitate - adaptare la utilizare - confort higrotermic - durabilitate - ambianţă atmosferică - confort vizual - confort acustic - economicitate

13

Comisia Europeana a adoptat şi publicat în 1994 „Comunicarea 94/C 62/01 cu privire la Documentele interpretative asupra Directivei Consiliului 89/106/CCE” privind cele 6 cerinţe (exigenţe) esenţiale. Aceste reglementări au fost însuşite şi de România care a elaborat Legea nr.10/1995 privind calitatea în construcţii în care sunt indicate următoarele exigenţe esenţiale definite astfel: 1. REZISTENŢA MECANICĂ ŞI STABILITATEA Construcţiile trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât încărcările susceptibile a se exercita asupra lor în timpul construirii şi în exploatare să nu determine nici unul dintre evenimentele următoare: - prăbuşirea în întregime sau a unei parţi din construcţie; - deformaţii de o mărime inadmisibilă; - deteriorări ale unor părţi ale construcţiei, ale instalaţiilor sau echipamentelor înglobate, ca rezultat al unor deformaţii importante ale structurii portante; - distrugeri din evenimente accidentale, disproporţionate ca mărime în raport cu cauzele primare. 2. SIGURANŢA LA FOC Construcţiile trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât, în cazul izbucnirii unui incendiu în faza de utilizare a acestora, să se asigure: - stabilitatea la foc a construcţiei pentru o perioadă determinată; - protecţia şi evacuarea utilizatorilor, ţinând seama de destinaţia construcţiei; - limitarea pierderilor de bunuri; - preîntâmpinarea propagării incendiilor (limitarea propagării incendiului în interiorul construcţiei şi la vecinătăţi); - protecţia pompierilor şi a altor forţe care intervin pentru evacuarea şi salvarea personalului surprins în interior, protejarea bunurilor periclitate, limitarea şi stingerea incendiului şi înlăturarea efectelor negative ale acestuia. Incendiul este o combustie a materialelor inflamabile care se manifestă prin flăcări, emisie de fum şi gaze şi degajări de căldură. Fumul împiedică vizibilitatea şi provoacă panică; gazul este toxic, asfixiant, invizibil şi poate provoca extinderea focului; căldura supraîncălzeşte aerul iar temperatura poate atinge 1500oC ceea ce antrenează combustia spontană a anumitor materiale ca şi deformarea şi pierderea rezistenţei structurii. Materialele şi elementele de construcţie pot fi împărţite în două clase: - materiale incombustibile – care nu sunt inflamabile, nu se carbonizează şi nu se transformă în cenuşă; - materiale combustibile – sunt caracterizate de gradul de inflamabilitate, viteza de combustie şi puterea calorică. Mijloacele de protecţie vizează, în ordinea importanţei, următoarele scopuri: - protecţia vieţii şi evacuarea rapidă; - protecţia bunurilor materiale; - protecţia construcţiei.

14

Interacţiunea între aceste măsuri de protecţie este inevitabilă şi de aceea funcţie de modul de intervenţie se pot împărţi astfel: - protecţie pasivă – are ca scop identificarea măsurilor necesare evitării ca un foc să nu se declanşeze datorită defectelor de funcţionare ale construcţiei (concepţia imobilului şi natura materialelor); - protecţia integrată – amplasarea în construcţie de dispozitive automate de detecţie sau combatere a incendiului; - protecţie activă – ansamblul mijloacelor de luptă împotriva focului. 3. IGIENA, SĂNĂTATE ŞI MEDIU ÎNCONJURĂTOR Construcţiile trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât să nu constituie o ameninţare pentru igiena şi sănătatea ocupanţilor sau a vecinilor, în special ca urmare a: - degajării de gaze toxice; - prezenţei în aer a unor particule sau gaze periculoase; - emisiei de radiaţii periculoase; - poluării sau contaminării apei sau solului; - evacuării defectuoase a apelor reziduale, a fumului şi a deşeurilor solide sau lichide; - prezenţei umidităţii în părţi ale construcţiei sau pe suprafeţele interioare ale acesteia. Urmând prescripţiile referitoare la igienă din secolul XIX planşeele, pereţii, plafoanele, suprafeţele de lucru şi aparatele menajere trebuie să fie realizate din materiale netede şi impermeabile, uşor de curăţit; trebuie ca toate zonele de locuit să fie accesibile pentru curăţenie şi trebuie evitate zonele posibile de depunere a prafului în ghene sau conducte (de ventilaţie, fum). Anumite produse chimice şi materiale toxice sunt utilizate la construcţii, la mobilier şi în produsele de consum. Un anumit număr dintre acestea contribuie la poluarea aerului interior, de exemplu produsele pe bază de azbest şi răşinile ureice şi formaldehidice. Altele sunt toxice prin contaminarea alimentelor, ca plumbul, altele potenţial toxice sunt polimerii care sunt utilizaţi frecvent pentru pardoseli şi pereţi, izolaţii la conducte şi fixarea panourilor sau pereţilor. Numeroase tipuri de materiale plastice au fost şi sunt utilizate în continuare: polietilenă, polistiren, alcool polivinilic, acetat de polivinil, poliuretan, melamină, răşini pe bază de formaldehidă, răşini epoxidice. La temperaturi mai mari de 60 0C polimerii degajă substanţe volatile care pot deveni nocive. In acelaşi timp, pe conductele de apă se poate constitui un substrat care permite dezvoltarea florii microbiene. Unul dintre cele mai vătămătoare materiale care a fost utilizat pe larg în construcţii este azbestul sub formă de azbociment, izolaţie termică, conducte pentru instalaţii de apă, placaje ignifuge sau învelitori. Fibrele de azbest au tendinţa de a se diviza în alte fibre mai fine şi mai scurte, dar mai ales in fibre invizibile care pot intra în plămâni. Toate bolile legate de azbest

15

prezintă o lungă perioadă de latenţă, înaintea apariţiei primelor simptoame de la 10 la 20 de ani ajungând la 40 de ani după prima expunere. Plumbul a fost frecvent utilizat pentru instalaţii, racorduri şi suduri. Oxizii de plumb au servit ca aditiv în pictura murală, care a constituit sursa cea mai gravă de intoxicaţie. 4. SECURITATE ÎN EXPLOATARE Construcţiile trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât utilizarea sau funcţionarea lor să nu prezinte riscuri inacceptabile de accidentare, precum: - alunecare; - cădere; - lovire; - ardere; - electrocutare; - rănire ca urmare a unei explozii. 5. PROTECŢIE ÎMPOTRIVA ZGOMOTULUI Construcţiile trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât zgomotul perceput de ocupanţi sau de persoanele aflate în apropiere să fie menţinut la un nivel atât de scăzut încât să nu afecteze sănătatea acestora şi să le permită să doarmă, să se odihnească şi să lucreze în condiţii satisfăcătoare. Mediul sonor oferit de societatea contemporană este agresiv; zgomotului intens urban care traversează pereţii şi ferestrele i se suprapun o multitudine de zgomote interioare inerente activităţii umane: telefoane, ventilatoare, televizoare, aparatură casnică etc. care se amestecă cu conversaţiile şi provoacă oboseală sau pierderea somnului. Acţiunea zgomotului este cantitatea de zgomot măsurată în unităţi fizice, ţinând cont de toţi factorii acustici pentru un interval de timp. Nivelul de zgomot nu este singurul factor care contează, trebuie să se ţină cont şi de frecvenţa zgomotului. Frecvenţa sunetului reprezintă numărul de vibraţii ale moleculelor de aer într-o secundă. Înălţimea sunetului este impresia resimţită de ureche ca urmare a faptului ca acesta este grav sau ascuţit. Zgomotul este un amestec de sunete de mai multe înălţimi a căror frecvenţe sunt repartizate aleator sau prezintă un spectru continuu. Se disting: zgomotul aerian – transmis prin aer şi zgomotul din impact – transmis prin elementele de construcţie. 6. ECONOMIA DE ENERGIE ŞI IZOLAREA TERMICĂ Construcţiile şi instalaţiile lor de încălzire, de răcire şi ventilare trebuie să fie proiectate şi executate astfel încât consumul de energie necesar pentru utilizarea construcţiei să rămână scăzut în raport cu condiţiile climatice locale, însă fără a afecta confortul termic al ocupanţilor.

16

Confortul se poate aprecia cel mai bine cu ajutorul stării de inconfort şi există întotdeauna interferenţe. Confortul în Antichitate şi Evul Mediu era dat de spaţiu. Înainte de Revoluţia Franceză confortul se traducea prin ornamente, iar la mijlocul secolului XX era asociat aproape în mod unic cu echiparea sanitară. Forma în plan a unei construcţii evoca un mod de viaţă caracteristic momentului. De aceea se spune că „nu planul (funcţional) comandă modul de viaţă ci mentalitatea comandă planul„. Căutarea intimităţii este un fenomen relativ recent. Până la sfârşitul secolului XVII încăperile intime, unde două sau trei persoane se pot reuni în linişte erau extrem de rare. Bogaţii Evului Mediu şi ai Renaşterii căutau confortul înainte de toate în grandoare, spaţii mari şi proporţii arhitecturale iar majoritatea populaţiei imitau clasele bogate în măsura în care dispuneau de venituri. Principiul specializării încăperilor este de dată recentă. In Evul Mediu imobilul nu era decât o anvelopă în care împărţirea interioară se făcea la întâmplare, încăperile erau interschimbabile şi numai mobilierul indica o destinaţie. Din secolul XVII începe să se manifeste o specializare a încăperilor. Bucătăria şi camera de zi devin încăperi particulare. Principiul specializării se impune pentru toate încăperile de serviciu, dormitoare şi băi. In perioada anilor 1950 se defineau ca fiind confortabile locuinţele care dispuneau de: - încălzire centrală individuală sau colectivă; - WC în interiorul locuinţei; - o baie sau un duş cu apă caldă şi rece. In perioada anilor 1960 locuinţa a fost concepută în perspectiva economisirii la maximum a efortului fizic şi a timpului destinat curăţeniei. Această grijă pentru economia de energie a condus la abandonarea ideilor tradiţionale de spaţiu şi lux decorativ. Noţiunea de curăţenie şi simplitate a depăşit noţiunea de ornament. Evoluarea pragurilor de confort a fost semnificativă în ultimele două secole. Trecerea la noi sisteme de încălzire a adus aporturi apreciabile de confort şi a condus la noi definiţii ale bunăstării. Exigenţele noastre de confort referitoare la frig, mirosuri sau condiţii de iluminare nu mai corespund exigenţelor bătrânilor. O altă cerinţă de confort a utilizatorilor este cerinţa de igienă şi sănătate apărută în secolul XIX. Virtuţile de igienă nu s-au impus prin ele însele în rândul populaţiei; a fost necesară o lungă perioadă de „ucenicie„ a acestei discipline prin reglementări în construcţii, sanatorii, dispensare, băi publice, propagandă în şcoli şi manuale de educaţie sanitară.

17

Construcţia trebuie să ofere un mediu sigur şi salubru ocupanţilor. Mediul salubru nu trebuie doar să limiteze frecvenţa şi propagarea bolilor şi infecţiilor; el trebuie să permită indivizilor, indiferent de vârstă, să-şi desfăşoare activităţile casnice fără un consum exagerat de energie şi fără a le fi impus vre-un dezagrement. Din punct de vedere al sănătăţii confortul poate fi definit ca o stare totală de bine, atât fizică, cât şi mentală şi socială. De exemplu, locuinţele colective cu densitate mare de locuitori trebuie evitate, întrucât studiile indică faptul că apartamentele situate în astfel de imobile conduc la un procent de morbiditate crescut. In aceste apartamente factorii susceptibili de a afecta sănătatea fizică a ocupanţilor sunt numeroşi: - calitatea proastă a aerului şi a climatului interior care depind de ventilaţie, încălzire şi izolaţie termică; - spaţii insuficiente; - utilizarea materialelor de construcţie improprii. Sănătatea mentală a ocupanţilor poate fi afectată de: nivelul acustic, numărul şi vârsta copiilor, statutul marital, aproprierea de prieteni şi familie. Totuşi, acest tip de locuinţă este preferat de către celibatari, cupluri fără copii şi persoanele foarte active. In mod fundamental, construcţia luată ca adăpost trebuie să protejeze ocupanţii de elementele ostile de mediu: intemperii, animale sau poluanţi atmosferici. In acelaşi timp trebuie să ofere şi securitate împotriva intruziunii străinilor. Adăpostul constituie în acelaşi timp un cadru social, un loc de odihnă, un refugiu împotriva rigorilor muncii, a şcolii sau a altor activităţi. Ca adăpost construcţia trebuie să fie adaptată să protejeze ocupanţii de intemperii (precipitaţii, îngheţ, vânt) şi de riscuri naturale (seismicitate, însorire, poluanţi atmosferici, emisii radioactive, zgomot, paraziţi). Precipitaţiile sunt o sursă de alimentare cu apă dar pot cauza umiditate în construcţii, atât direct prin infiltraţii cât şi indirect prin difuzia vaporilor de apă şi condens. Umiditatea este unul dintre factorii care contribuie la apariţia reumatismului, a artritei sau a bolilor respiratorii. Vânturile pot afecta confortul atât prin infiltraţii de aer rece datorate neetanşeităţii tâmplăriei şi creşterea vitezei de circulaţie a aerului în încăperi cât şi în asociere cu ploaia când poate provoca infiltraţii. Însorirea este importantă pentru igienă şi influenţează direct condiţiile de iluminare naturală. Poluanţii atmosferici se transferă din aerul exterior în mediul ambiant. Printre aceştia cei mai importanţi sunt poluanţii solizi în suspensii: oxid de sulf, oxid de azot, hidrocarburi, monoxid de carbon, oxidanţi fotochimici şi plumb. Poluarea atmosferică poate provoca o reducere a însoririi existând o strânsă dependenţă între poluare şi morbiditate şi mortalitate.

18

Emisiile radioactive se datorează razelor gama terestre şi materialelor radioactive conţinute în organismul uman. Produsele provenite prin dezintegrarea radonului sunt cele mai periculoase dacă sunt inhalate din aerul interior de către ocupanţi. EXIGENŢE DE CONFORT Exigenţele acustice şi termice, ventilarea şi iluminarea naturală, sunt principalii factori ai confortului pentru toate construcţiile ocupate de oameni. Exigenţe termice Confortul termic a fost definit ca fiind condiţia în care nici o restricţie semnificativă nu este impusă mecanismelor termoregulatoare ale corpului uman. El permite obţinerea condiţiilor optime pentru toate sistemele funcţionale ale organismului, ca şi o capacitate ridicată de muncă. Circulaţia aerului este importantă pentru aportul de aer proaspăt şi evacuarea prin ventilare a poluanţilor atmosferici. Dar în interiorul încăperilor, circulaţia prea rapidă a aerului are ca efect scăderea temperaturii pieii şi degradarea confortului termic. Mişcarea aerului favorizează pierderea căldurii prin evaporare. Aerul imobil exercită asupra metabolismului şi asupra condiţiilor termice ale corpului o influenţă negativă care generează un sentiment de opresiune, inconfort termic, o oboseală excesivă şi uneori tulburări respiratorii. Din contra, circulaţia aerului excesiv de rapidă (3-5 cm/s) poate provocă o modificare perceptibilă a temperaturii unei persoane dezbrăcate, resimţită ca un curent de aer şi provocând frisoane. Termoreglarea este în mod particular inhibată în timpul somnului. Excesul de căldură deranjează somnul, atunci când pielea este bine izolată, reducerea moderată a temperaturii aerului inhalat favorizează inhibarea profundă a termoreglării, asociată cu un somn profund. O temperatură nocturnă puţin mai scăzută este în general acceptabilă pentru menţinerea confortului termic. Nu trebuie să existe o diferenţă mare de temperatură pe orizontală sau pe verticală. O scădere a temperaturii pe verticală de 30C poate provoca un efect de frig la picioare. Diferenţa pe orizontală a aerului ambiant nu trebuie să depăşească 1-20C şi diferenţa între temperatura solului şi la nivelul de 1,50 m de sol nu trebuie să depăşească 2-30C. Intr-o baie trebuie să fie cu 2-30C mai mare decât cea din alte încăperi. Condiţiile de confort termic şi realizarea unei anumite economii de energie implică o bună izolare a anvelopei. Răspunsul anvelopei la variaţii exterioare de temperatură se traduce prin mici modificări ale climatului interior. Amortizarea termică a unui material depinde de greutate şi de capacitatea de izolare.

19

Confortul termic interior al unei încăperi depinde de activitate, îmbrăcăminte, temperatura aerului, temperatura medie radiantă, viteza medie de circulaţie a aerului, umiditatea aerului. Confortul termic depinde de un anumit număr de parametri care influenţează mecanismele de schimb de energie între corpul uman şi mediu; pierderile de căldură se manifestă prin: - radiaţie 45% - evaporare-transpiraţie 25% - convecţie 20% - conducţie 10% Sensibilitatea corpului uman la radiaţie, evaporare-transpiraţie, convecţie, conducţie variază. Corpul este sensibil la o variaţie de +/- 1oC a temperaturii aerului şi resimte inconfortul la o diferenţă de peste 3oC între temperatura aerului şi temperatura pereţilor. In stare imobilă şi puţin activă este sensibil la o viteză a aerului > 0,1 m/s. Exigenţe de ventilare naturală Ventilarea este destinată: - furnizării aportului de aer curat în încăperile ocupate; - permite evacuarea aerului poluat, încărcat cu mirosuri şi viciat; - păstrează un climat interior fără praf, cu o temperatură şi umiditate adaptată; - asigură o circulaţie a aerului care este favorabilă din punct de vedere al sănătăţii şi confortului. Pe cât este posibil, poluarea inevitabilă trebuie să fie eliminată la intervale regulate printr-o aerisire adecvată care nu este numai necesară pentru asigurarea unui aport de oxigen dar şi pentru evacuarea anhidridei carbonice şi a mirosurilor corporale. Aerisirea suficientă este necesară şi pentru evitarea creşterii umidităţii aerului. Pentru o activitate sedentară aportul de aer necesar este de 4 m3/ora/persoană, pentru munca fizică este de 12 m3/ora/persoană. In imobilele ventilate natural prin ferestre se poate aplica o regulă empirică, astfel: în localurile de locuit, deschiderea ferestrelor timp de 3-5 min/oră; această aerisire intermitentă permite reîmprospătarea aerului într-un interval scurt, limitând pierderile de căldură. In regiunile cu climă rece umedă condensul devine principala problemă. Trebuie realizată o ventilare aspirantă în încăperile umede: băi, bucătării. Anumite reguli trebuie respectate ca ventilarea să fie eficientă într-o clădire. Vântul trebuie să ajungă în apropierea imediată a construcţiei fără a fi frânat (major) de obstacole (în oraşe viteza vântului este de aproximativ 3 ori mai mică decât la satele de câmpie). Doi factori influenţează un flux de aer care străbate o încăpere:

20

- distribuţia de presiuni în jurul clădirii; - inerţia aerului deplasat. Atunci când există goluri de tâmplărie pe faţadele expuse la vânt şi pe faţadele opuse, fluxul de aer traversează localul trecând din zonele cu presiune ridicată către zonele cu presiune scăzută. Această masă de aer, la fel ca tot aerul în mişcare, este supus unei puternice inerţii. Traiectoria fluxului de aer depinde de direcţia iniţială a masei de aer care a pătruns din gol. Viteza maximă a fluxului de aer care traversează o încăpere este obţinută atunci când suprafeţele orificiilor de admisie şi evacuare sunt inegale iar orificiul de ieşire este de 1,5 ori mai mare decât orificiul de intrare. Exigenţe de iluminare naturală Pentru ca lumina să fie vizibilă trebuie ca ea să se reflecte. Lumina naturală variază cu latitudinea, sezon şi alţi factori climatici. Supusă tot timpul luminii soarelui vederea umană trebuie să se adapteze şi caută în condiţii de iluminat artificial sursele a căror lumină se apropie cel mai mult de lumina soarelui. Două caracteristici speciale sunt căutate: - spectrul care să se apropie cât mai mult de spectrul solar; - nivelul luminos format dintr-o combinaţie agreabilă de radiaţie difuză şi directă. Majoritatea legislaţiilor definesc necesarul minim de iluminare naturală fixând raportul între suprafaţa ferestrei şi suprafaţa pardoselii de 1/10 pentru locuinţe. Exigenţele de iluminare naturală depind de tipul activităţii; de exemplu într-o cameră de zi sunt acceptaţi 200 lux, într-un birou 500 lux. 1.2.2 Exigenţe de performanţă referitoare la exploatarea construcţiilor Acestea privesc calităţile clădirilor în timpul exploatării, deci sunt în legătură cu acele caracteristici care devin evidente la întrebuinţare şi care interesează pe cei care le folosesc direct. Intre exigenţele de performanţă din această grupă pot fi date ca exemplu existenţa spaţiilor utile, a comunicaţiilor interioare, capacitatea de a rezista la încărcări, de a fi exploatate cu consumuri minime de energie, de a permite odihna şi activităţile prevăzute prin destinaţie, de a conserva mărfurile depozitate etc. 1.3 CRITERIILE DE PERFORMANŢĂ constituie traducerea exigenţelor de performanţă în calităţi pe care trebuie să le îndeplinească diferenţiat părţile componente ale clădirii pentru ca exigenţele de performanţă să fie satisfăcute. Criteriile de performanţă sunt stabilite de comisii de specialişti, pe plan naţional şi internaţional, fiind prezentate de prescripţiile tehnice. 1.4 NIVELURILE DE PERFORMANŢĂ reprezintă concretizarea cantitativă, numerică, a criteriilor de performanţă respective astfel încât să fie utilizate în proiectare.

21

Se disting următoarele niveluri de performanţă întâlnite în practică: - nivelul de performanţă necesar (impus, normat), specificat de prescripţiile tehnice pe care elementul de construcţie trebuie să îl atingă; - nivelul de performanţă prevăzut de proiect care trebuie să fie egal sau superior celui normat; - nivelul de performanţă efectiv pe care elementul de construcţie îl asigură după ce a fost realizat. Unei singure exigenţe de performanţă îi corespund de regulă mai multe criterii şi respectiv niveluri de performanţă. 1.5 CRITERII ŞI NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PENTRU CONFORTUL HIGROTERMIC Confortul higrotermic poate fi definit ca satisfacţia exprimată de om în raport cu mediul higrotermic ambiant. Este imposibil să se prevadă o ambianţă termică satisfăcătoare pentru fiecare individ şi un anumit procent dintre ocupanţi va fi întotdeauna nemulţumit. Nivelurile de performanţă sunt stabilite astfel încât să se asigure satisfacerea cerinţelor de confort pentru un procent de 90% dintre ocupanţi. Insatisfacţia poate fi cauzată de un disconfort "cald" sau "rece" resimţit de corpul uman în ansamblul său sau poate fi determinată de un disconfort local cauzat de: - o răcire sau o încălzire a unei părţi a corpului uman; - curenţi de aer; - o diferenţă prea mare pe verticală a temperaturii aerului între nivelul capului şi nivelul gleznelor; - o pardoseală prea rece sau prea caldă; - o asimetrie prea mare a temperaturii de radiaţie. Confortul este exprimat prin indicele PMV (votul mediu previzibil) sau prin indicele PPD (procentul previzibil de nemulţumiţi). Un alt indicator al gradului de confort este temperatura operativă, to. 1.5.1 Indicele PMV reprezintă opţiunea medie a unui grup important de persoane referitoare la senzaţia termică resimţită într-un mediu ambiant dat. Această senzaţie termică este calificată prin următoarea scară de corelaţie între senzaţia termică şi valorile indicelui PMV:

Nivel de performanţă Se consideră ca acceptabil pentru confortul termic intervalul de valori: -0,5<PMV< + 0,5

Valoare PMV

-3 -2 -1 0 + 1 +2 +3

Senzaţie termică

foarte rece rece răcoros neutru călduţ cald

foarte cald

22

1.5.2 Indicele PPD reprezintă procentul de persoane susceptibile de a avea senzaţia de disconfort termic (prea cald sau prea rece) într-un mediu ambiant dat. Nivel de performanţă PPD< 10% 1.5.3 Temperatura operativă (to) Temperatura operativă este temperatura uniformă a unei incinte radiante negre, în care un ocupant schimbă aceeaşi cantitate de căldură prin convecţie ca într-o ambianţă neuniformă reală. Nivel de performanţă - pentru activitate uşoară, preponderent sedentară: - în condiţii de iarnă: 20 0C < t0 < 24 0C; - în condiţii de vară: 23 0C <t0 <26 0C; - pentru alte activităţi, limitele de confort pentru temperatura operativă sunt în funcţie de activitate şi de tipul de îmbrăcăminte. 1.5.4 Parametrii mediului ambiant Parametrii mediului ambiant care influenţează confortul higrotermic sunt: - temperatura aerului; - umiditatea relativă a aerului; - viteza aerului. 1.5.4.1 Temperatura aerului (ta) Temperatura aerului reprezintă temperatura aerului din jurul corpului uman, la distanţă faţă de radiaţia surselor de căldură. Nivel de performantă - pe timp de iarnă, în funcţie de destinaţia încăperii; - pe timp de vară, în funcţie de tipul de clădire: - pentru clădiri cu cerinţe sanitar - igienice ridicate (spitale, policlinici, creşe, sanatorii etc.): 22°C; - pentru clădiri civile (altele decât cele de mai sus): 25°C; - pentru clădiri de producţie: conform prevederilor din "Norme de medicina muncii". 1.5.4.2 Umiditatea relativă a aerului (φ) Nivel de performanţă: 30% ≤ φ ≤ 70% 1.5.4.3 Viteza medie a aerului (va) Nivel de performanţă: In funcţie de temperatura aerului şi intensitatea turbulenţei, inferioară valorilor indicate în Fig. 1.1

23

Fig. 1.1 Viteza medie a aerului în funcţie de temperatura aerului şi de intensitatea turbulenţei Pentru aprecierea globală a senzaţiei termice resimţită de om pentru o ambianţă dată se mai au în vedere şi: - tipul activităţii desfăşurate în mod preponderent în încăperea considerată, caracterizată prin valoarea metabolismului energetic, M, normată pentru aceasta; - ţinuta vestimentară a subiectului uman caracterizată prin valoarea rezistenţei termice a îmbrăcăminţii, Icl. 1.5.5 Parametrii disconfortului local Pentru analiza situaţiilor de disconfort local se au în vedere următorii parametri: - diferenţa pe verticală a temperaturii aerului (Δta); - temperatura pe suprafaţa pardoselii (tp); - cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii (Q1 şi Q10); - asimetria temperaturii de radiaţie a suprafeţelor mai reci (calde) ale elementelor delimitatoare: - verticale (ferestre) (Δtf

pr); - orizontale (plafon, pardoseală) (Δtp

pr). 1.5.5.1 Diferenţa pe verticală a temperaturii aerului reprezintă diferenţa dintre temperatura aerului la 1,1 m şi la 0,1 m deasupra pardoselii (nivelul capului şi nivelul gleznelor). Nivel de performanţă Δta < 3°C;

24

1.5.5.2 Temperatura pe suprafaţa pardoselii (tp) Nivel de performanţă - în condiţii de iarnă: 19°C ≤ tp ≤ 26°C; - în cazul utilizării sistemelor de încălzire prin tp ≤ 29°C; 1.5.5.3 Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii defineşte senzaţia de rece sau de cald resimţită de om la contactul cu pardoseala. Ea este cuantificată prin două mărimi: a) Q1 - cantitatea de căldură cedată de picior pardoselii prin unitatea de suprafaţă într-un minut (care corespunde senzaţiei de rece sau de cald resimţită de picior în mers): b) Q10 - cantitatea de căldură cedată de picior pardoselii prin unitatea de suprafaţă în 10 minute (care corespunde senzaţiei de rece sau de cald resimţită de picior la staţionare pe pardoseală). Nivel de performanţă - pentru încăperi cu cerinţe sanitar—igienice ridicate: Q1 ≤ 10 103 J/m2; Q10 ≤ 200 103 J/m2; - pentru încăperi cu cerinţe sanitar—igienice normale: Q1 ≤ 50 103 J/m2; Q10≤ 300 103 J/m2; - pentru alte tipuri de încăperi (de producţie etc.): conform normelor tehnice specifice. 1.5.5.4 Asimetria temperaturii de radiaţie a ferestrelor sau a altor suprafeţe verticale Δt f

pr (în raport cu un mic element plan vertical situat la o distanţă de 0,6 m de suprafaţa verticală şi la 0,6 m deasupra pardoselii) Nivel de performanţă Δt fpr ≤ 10 °C; 1.5.5.5 Asimetria temperaturii de radiaţie a unui plafon încălzit Δt ppr (în raport cu un mic element plan vertical situat la 0,6 m deasupra pardoselii) Nivel de performanţă Δt ppr ≤ 50C 1.6 CRITERII DE PERFORMANŢĂ CARACTERISTICE ELEMENTELOR DE ANVELOPĂ Parametrii de performanţă caracteristici elementelor de anvelopă, necesari pentru evaluarea performanţei energetice a clădirilor sunt: - rezistenţe termice unidirecţionale (R), respectiv transmitanţe termice unidirecţionale (U); - rezistenţe termice (R’), respectiv transmitanţe termice (U') corectate cu efectul punţilor termice; raportul dintre rezistenţa termică corectată şi rezistenţa termică unidirecţională (r),

25

- rezistenţe termice corectate, medii, pentru fiecare tip de element de construcţie perimetral, pe ansamblul clădirii (R'm); - rezistenţă termică corectată, medie, a anvelopei clădirii (R’M); respectiv transmitanţă termică corectată, medie, a anvelopei clădirii (U’cladire); Alţi parametri utilizaţi sunt: - indicele de inerţie termică D, - rezistenţa la difuzia vaporilor de apă, - coeficienţii de inerţie termică (amortizare, defazaj), - coeficientul de absorbtivitate a suprafeţei corelat cu culoarea şi starea suprafeţei, - factorul optic pentru vitraje, - raportul de vitrare etc. Rezistenţele termice corectate ale elementelor de construcţie (R’), respectiv transmitanţele termice corectate (U') - cu luarea în considerare a influenţei punţilor termice, permit : - compararea valorilor calculate pentru fiecare încăpere în parte, cu valorile normate/de referinţă: rezistenţele termice, minime necesare din considerente igienico-sanitare şi de confort (R’nec); - compararea valorilor calculate pentru ansamblul clădirii (R’m), cu valorile normate/de referinţă: rezistenţele termice minime, normate, stabilite în mod convenţional, în scopul economisirii energiei în exploatare (R’min); respectiv compararea valorilor calculate pentru ansamblul clădirii (U'm), cu transmitanţele termice maxime, normate/de referinţă, stabilite în mod convenţional, în scopul economisirii energiei în exploatare (U'max); Rezistenţa termică corectată, medie, a anvelopei clădirii (R’M); respectiv transmitanţei termice corectate, medii, a anvelopei clădirii (U'cladire). Aceşti parametri se utilizează pentru determinarea consumului anual de energie total şi specific (prin raportare la aria utilă a spaţiilor încălzite) pentru încălzirea spaţiilor la nivelul sursei de energie a clădirii. Temperaturile pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie, permit : - verificarea riscului de condens superficial, prin compararea temperaturilor minime cu temperatura punctului de rouă; - verificarea condiţiilor de confort interior, prin asigurarea indicilor globali de confort termic PMV şi PPD, în funcţie de temperaturile medii de pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale. Pentru evitarea riscului de apariţie a unor fenomene legate de confortul interior şi condiţiile minime igienico-sanitare, este importantă efectuarea următoarelor verificări: - evaluarea comportării elementelor de construcţie perimetrale la fenomenul de condens superficial; - evaluarea comportării elementelor de construcţie perimetrale la difuzia vaporilor de apă; - evaluarea stabilităţii termice a elementelor de construcţie perimetrale şi a încăperilor;

26

- evaluarea indicilor globali de confort termic PMV şi PPD şi indicatorii disconfortului local. 1.6.1 Parametri de climat exterior Parametrii climatici exteriori sunt: - temperatura aerului exterior, în °C; - temperatura exterioară de proiectare pentru iarnă, în °C; - umiditatea relativă a aerului exterior, în %; - intensitatea radiaţiei solare, în W/m2; - viteza vântului de referinţă, în m/s. Temperatura aerului exterior este temperatura aerului dată de termometrul uscat, măsurată conform metodologiei stabilite de Organizaţia Mondială de Meteorologie (WMO). Temperatură exterioară de proiectare pentru iarnă este temperatura aerului exterior cu o anumită perioadă de revenire, utilizată la determinarea sarcinii termice de proiectare a unei clădiri. Umiditatea relativă a aerului exterior este raportul dintre presiunea vaporilor de apă din aerul umed şi presiunea de saturaţie a vaporilor la aceeaşi temperatură şi se calculează cu relaţia: φ = p/psat (T) în care: φ - umiditatea relativă a aerului, în %; p - presiunea vaporilor de apă, în Pa; psat (T) - presiunea de saturaţie a vaporilor, calculată cu relaţiile: psat = 6,105 exp(17,269 T/(237,3+ T) pentru T >0; psat = 6,105 exp(21,875 T/(237,3+ T) pentru T <0; Intensitatea radiaţiei solare este fluxul radiant pe suprafaţă generat prin receptarea radiaţiei solare pe un plan având o înclinare şi orientare oarecare. In funcţie de condiţiile de receptare, intensitatea radiaţiei solare poate fi: totală, directă, difuză, reflectată, globală. Intensitatea radiaţiei solare totală este intensitatea radiaţiei solare generată prin receptarea pe un plan oarecare a radiaţiei totale de la întreaga emisferă. Intensitatea radiaţiei solare directe este intensitatea radiaţiei solare generată prin receptarea radiaţiei solare care provine dintr-un unghi solid care înconjoară concentric discul solar aparent. Intensitatea radiaţiei solare difuze este intensitatea radiaţiei solare generată prin receptarea radiaţiei solare disperse dinspre întreaga boltă cerească, cu excepţia unghiului solid care este utilizat la măsurarea intensităţii radiaţiei solare directe.

27

Intensitatea radiaţiei solare reflectate este intensitatea radiaţiei generată prin receptarea radiaţiei solare globale reflectată în sus de un plan orientat în jos. Intensitatea radiaţiei solare globală este intensitatea totală a radiaţiei solare, măsurată pe un plan orizontal. Viteza vântului de referinţă este definită ca fiind viteza vântului măsurată la o înălţime de 10 m deasupra nivelului solului, în câmp deschis, fără obstacole în imediata apropriere şi se calculează ca valoarea medie, pe o perioadă de la 10 minute până la o oră, a valorilor instantanee. Temperaturile exterioare convenţionale de calcul se consideră în conformitate cu harta de zonare climatică a teritoriului României, pentru perioada de iarnă. SR 1907-1/97 cuprinde această hartă, conform căreia teritoriul României se împarte în 4 zone climatice, astfel : - zona I Te = -12°C - zona II Te = -15°C - zona III Te = - 18°C - zona IV Te = -21°C 1.6.2 Parametri de climat interior Principalii parametri definitorii pentru aerul interior care influenţează confortul uman din punct de vedere higrotermic sunt: - temperatura aerului; - temperatura medie de radiaţie; - asimetria temperaturii de radiaţie; - temperatura interioară; - temperatura convenţională; - umiditatea absolută/umiditatea relativă; - viteza aerului. 1.6.2.1 Temperatura aerului Temperatura aerului este temperatura dată de termometrul uscat, măsurată la o anumită înălţime. Această înălţime poate să difere, în funcţie de destinaţia încăperii; - la nivelul capului 1,1 m pentru poziţia aşezat; 1,7 m pentru poziţia în picioare - la nivelul abdomenului: 0,6 m, pentru poziţia aşezat; 1.1 m pentru poziţia în picioare - la nivelul gleznelor: 0,1 m, pentru poziţia aşezat şi în picioare. 1.6.2.2 Temperatura medie de radiaţie Temperatura medie de radiaţie este temperatura pereţilor unei incinte virtuale pentru care temperatura pereţilor este uniformă şi schimburile de radiaţie între această incintă şi om sunt egale cu schimburile de căldură prin radiaţie în incinta reală.

28

Temperatura de radiaţie poate fi stabilită pe baza temperaturii măsurate cu termometrul cu glob negru şi a temperaturii şi vitezei aerului din jurul termometrului cu glob negru. Ea poate fi calculată, pe baza datelor privind temperaturile pereţilor înconjurători, forma acestor pereţi şi poziţia lor în raport cu omul. 1.6.2.3 Asimetria temperaturii de radiaţie Asimetria temperaturii de radiaţie se defineşte prin diferenţa dintre temperatura de radiaţie plană de pe două feţe opuse ale unui mic element (temperatura de radiaţie plană fiind temperatura uniformă a unei incinte pentru care radiaţia pe una din feţele unui mic element plan este aceeaşi ca în mediul real neuniform). 1.6.2.4 Temperatura interioară Temperatura interioară este media aritmetică a temperaturii aerului şi a temperaturii medii de radiaţie considerate în centrul încăperii (sau a zonei ocupate). 1.6.2.5 Temperatura interioară convenţională Temperatura interioară convenţională este temperatura interioară stabilită printr-un sistem de reglare în regim normal de încălzire. Temperatura interioară convenţională se va considera, în funcţie de destinaţia diferitelor spaţii. 1.6.2.6 Umiditatea absolută şi umiditatea relativă Umiditatea absolută a aerului este cantitatea de vapori de apă conţinuţi în aer, exprimată în mod curent prin presiunea parţială a vaporilor de apă (presiunea parţială a vaporilor de apă dintr-un amestec de aer umed fiind presiunea pe care ar exercita-o vaporii de apă conţinuţi în acest amestec dacă ei ar ocupa singuri volumul pe care îl ocupă aerul umed la aceeaşi temperatură) şi prin raportul de umiditate (raportul dintre masa vaporilor de apă a unui eşantion de aer umed şi masa aerului uscat din acelaşi eşantion). Relaţia dintre cele două mărimi este: Wg = 0,61298 pa /p - pa

în care: Wg este raportul de umiditate; pa este presiunea parţială a vaporilor de apă, în Pa; p este presiunea atmosferică totală, în Pa. Umiditatea relativă a aerului este cantitatea de vapori de apă din aer în raport cu cantitatea maximă pe care o poate conţine la o anumită temperatură şi se calculează cu relaţia: φ = pa / pa sat

în care:

29

φ este umiditatea relativă a aerului; pa este presiunea parţială a vaporilor de apă, în Pa; pa sat este presiunea de saturaţie a vaporilor de apă, în Pa; 1.6.2.7 Viteza aerului Viteza aerului se defineşte prin modul şi direcţie. Pentru mediul interior mărimea ce trebuie avută în vedere este modulul vectorului viteză. Ea este utilizată la evaluarea confortului termic şi a disconfortului local produs de curenţii de aer. 1.7 NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PENTRU ELEMENTELE ANVELOPEI Se prevăd valori, diferenţiate pe de o parte pentru diferite tipuri de clădiri, pe de altă parte pentru clădiri noi şi pentru cele existente care se reabilitează/modernizează, pentru următoarele cerinţe de performanţă (condiţii tehnice de performanţă): - rezistenţe termice corectate minime admisibile/normate/de referinţă - din condiţii de igienă şi confort termic în spaţiile locuite/ocupate; transmitanţe termice corectate maxime admisibile /normate/de referinţa - din condiţii de igiena şi confort termic în spaţiile locuite/ocupate; - rezistenţe termice corectate minime admisibile/normate/de referinţă - din condiţii de economie de energie, transmitanţe termice corectate maxime admisibile/normate /de referinţă - din condiţii de economie de energie; - temperaturi superficiale minime pentru evitarea riscului de condens pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie care alcătuiesc anvelopa clădirilor, - debite minime de aer proaspăt etc. 1.7.1 Rezistenţele termice, pentru clădirile noi, sunt normate astfel: - pe considerente de confort higrotermic, în mod indirect, prin limitarea diferenţelor de temperaturi între temperatura aerului interior şi temperatura superficială interioară, medie, aferentă fiecărei încăperi în parte şi fiecărui tip de element de construcţie: ΔTimax = Ti – Tsim [K] - pe considerente termoenergetice, în mod direct, prin stabilirea unor valori minime ale rezistenţelor termice corectate, medii pe clădire, pentru fiecare tip de element de construcţie. Rezistenţa termică necesară din considerente de confort higrotermic, se calculează, cu relaţia: R’nec = ΔT/αi ΔTimax [m2K/W] în care: ΔTimax diferenţa maximă de temperatură, admisă între temperatura interioară şi temperatura medie a suprafeţei interioare Valorile ΔTimax se dau în tab. 1.1, în funcţie de destinaţia clădirii şi de tipul elementului de construcţie.

30

Tab. 1.1 Valori normate ΔTi max

ΔTi max [K] Destinaţia clădirii

φi

(%) Pereţi Tavane PardoseliClădiri de locuit, cămine, internate, spitale, policlinici, ş, a. creşe, grădiniţe, şcoli, licee ş. a.

60 4,0 3,0 2,0

Alte clădiri social - culturale, cu regim normal de umiditate

50 4,5 3,5 2,5

Clădiri sociale cu regim ridicat de umiditate Clădiri de producţie cu regim normal de umiditate

60 6,0 4,5 3,0

Clădiri de producţie cu regim ridicat de umiditate*) <75 Δθr 0,8 Δθr 3,5 *)ΔTr = Ti – Tr La elementele de construcţie care separă încăperea considerată de un spaţiu neîncălzit, în loc de valoarea ΔT = Ti – Te , se introduce diferenţa de temperatură (Ti – Tu), în care Tu reprezintă temperatura în spaţiul neîncălzit, determinată pe baza unui calcul de bilanţ termic, la elementele de construcţie care separă încăperea considerată de un spaţiu mai puţin încălzit, în loc de valoarea ΔT, se introduce diferenţa dintre cele două temperaturi interioare convenţionale de calcul. Rezistenţele termice corectate R’ ale tuturor elementelor de construcţie ale clădirilor, calculate pentru fiecare încăpere în parte, trebuie să fie mai mari decât rezistenţele termice necesare : R’ ≥ R’nec [m2 K/W] Condiţia se aplică şi la elementele de construcţie adiacente rosturilor închise, izolate faţă de mediul exterior, la verificarea termotehnică a elementelor de construcţie interioare, spre încăperile neîncălzite sau mai puţin încălzite, precum şi la clădirile încălzite cu sobe. La elementele de construcţie ale încăperilor în care staţionarea oamenilor este de scurtă durată (casa scării, holurile de intrare în clădirile de locuit ş.a.) valorile ΔTimax se măresc cu 1 K. Rezistentele termice ale elementelor de construcţie vitrate trebuie să fie mai mari decât valorile R’nec din tab. 1.2. Tab. 1.2 Rezistenţe termice necesare pentru elementele de construcţie vitrate

R'nec (m2 K/W] Grupa

clădirii Tâmplăria exterioară Luminatoare Pereţi exteriori vitraţi I 0,39 0,32 0,32 II 0,32 0,29 0,29 m 0,29 0,26 0,26 IV 0,26 0,23 0,23

OBSERVAŢIE: 1) La casa scării şi la alte spaţii de circulaţie, indiferent de grupa clădirii, se admite R'nec = 0,26 m2K/W

2) La vitrine se admite R'nec = 0,22 m2K/W

31

Pentru elementele de construcţie uşoare - cu excepţia suprafeţelor vitrate - sunt valabile valorile R’nec de mai jos, prin care se urmăreşte a se compensa inerţia (exprimată prin greutate) redusă, prin rezistenţe termice sporite : pentru 20 kg/m2 R’nec = 2,50 m2 K/W pentru 50 kg/m2 R’nec = 2,00 m2 K/W pentru 100 kg/m2 R’nec = 1,80 m2 K/W pentru 150 kg/m2 R’nec = 1,60 m2 K/W Transmitanţa termică corectată din considerente igienico-sanitare reprezintă inversul rezistenţei termice, necesară din considerente igienico-sanitare: U’nec = 1/R’nec [W/(m2 K)] Trebuie respectată condiţia: U’ ≤ U’nec 1.7.2 Rezistenţa termică corectată minimă, admisibilă, stabilită pentru clădirile noi, pe criterii de economie de energie în exploatarea clădirilor. Trebuie să fie îndeplinită condiţia : R'm ≥ R’min [W/m2K] Valorile R'min , pentru clădirile noi, se dau în tab. 1.3. La clădirile existente care urmează a fi reabilitate şi modernizate, valorile au caracter de recomandare. Tab.1.3 Valorile normate şi valorile limita apreciate, ale rezistenţelor termice la clădirile de locuit noi

R’nec

Zona climatică

VALORI LIMITĂ APRECIATE

I II III IV

R’min

Clădiri noi

R’min

Clădiri exist.*) min R' max R'

SIM

BO

LUL

ELEMENTUL DE CONSTRUCŢIE

m2K/W m-'K/VV m2K/W

E Pereţi exteriori 1,00 1,09 1,19 1,28 1,50 1,40 0,50 4,00 de terasă 1,33 1,46 1,58 1,71 3,50 3,00 0,50 5,00

T de pod 1,20* 1,31* 1,42* 1,54* 3,50 3,00 0,50 5,00

S Planşee peste

subsolul neîncălzit

1,33* 1,46* 1,58* 1,71* 1,65 1,65 0,30 3,00

P Plăci pe sol 2,13 2,33 2,53 2,73 4,50 3,00 1,00 5,00

F Tâmplărie exterioară 0,39 0,55 0,40 0,30 1,50

* valori orientative; valorile exacte se determină pe baza unor factori de corecţie determinaţi printr-un calcul de bilanţ termic. ** valori orientative pentru clădiri existente care se reabilitează (clădire de referinţă)

32

Tab. 1.4 Rezistenţe termice minime R'min ale elementelor de construcţie, pe ansamblul clădirii - la clădirile de locuit

R'min [m2 K/W] U'max[W/(m2K)]

CLĂDIRI DE LOCUIT Nr. crt ELEMENTUL DE CONSTRUCŢIE

NOI EXISTENTE CARE SE REABILITEAZĂ*)

NOI EXISTENTE CARE SE REABILITEAZĂ*)

1

Pereţi exteriori (exclusiv suprafeţele vitrate, inclusiv pereţii adiacenţi rosturilor deschise)

1,50 1,40 0,67 0,71

2 Tâmplărie exterioară 0,55 0,40 1,80 2,50

3 Planşee peste ultimul nivel, sub terase sau poduri 3,50 3,00 0,29 0,33

4 Planşee peste subsoluri neîncălzite şi pivniţe 1,65 1,65 0,60 0,60

5 Pereţi adiacenţi rosturilor închise 1,10 1,10 0,90 0,90

6

Planşee care delimitează clădirea la partea inferioară, de exterior (la bovindouri, ganguri de trecere, ş.a.)

4,50 3,00 0,22 0,33

7 Plăci pe sol (peste CTS) 4,50 3,00 0,22 0,33

8

Plăci la partea inferioară a demisolurilor sau a subsolurilor încălzite (sub CTS)

4,80 4,20 0,20 0,24

9 Pereţi exteriori, sub CTS, la demisoluri sau la subsoluri încălzite

2,40 2,00 0,42 0,50

*) valori pentru clădirea de referinţa Transmitanţa termică corectată maximă, admisibilă (normată/de referinţă), stabilită pe criterii de economie de energie în exploatarea clădirilor reprezintă inversul rezistenţei termice corectate minime: U’max = 1/R’min Trebuie să fie îndeplinită condiţia: U’m ≤ U’max 1.7.3 Temperaturi superficiale normate Temperaturile superficiale se limitează inferior astfel încât să nu apară fenomenul de condens pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie: Tsi,min ≥ θr [°C] în care θr, este temperatura punctului de rouă. Pentru clădiri de locuit, în condiţiile unei temperaturi interioare de calcul Ti = +20 °C şi a unei umidităţi relative a aerului umed interior φ = 60%, temperatura punctului de rouă este θr = 12°C.

33

Valorile temperaturilor superficiale medii pe încăpere (Tsi,min) se limitează indirect prin normarea indicatorilor globali de confort termic PMV şi PPD, precum şi a indicatorilor specifici disconfortului local: - temperatura suprafeţei pardoselii; - variaţia pe verticală a temperaturii aerului; - asimetria temperaturii radiante. Temperaturile de pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie, atât în câmp curent, cât şi în dreptul tuturor punţilor termice, trebuie să fie mai mari decât temperatura punctului de rouă θr: Tsi (Tsi min , Tsi colt)≥ θr Temperatura punctului de rouă θr se poate determina în funcţie de temperatura interioară convenţională de calcul Ti şi de umiditatea relativă a aerului interior φi. Mai exact, temperatura punctului de rouă se calculează astfel; - se determină presiunea parţială a vaporilor de apă la interior, cu relaţia : pvi = ps φi /100 [Pa] în care ; ps presiunea de saturaţie corespunzătoare temperaturii aerului interior, în pascali; φi umiditatea relativă a aerului umed interior, în procente. - se determină temperatura pentru care presiunea parţială a vaporilor de apă, devine presiune de saturaţie; această valoare a temperaturii este temperatura punctului de rouă θr. Temperatura pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie fără punţi termice (sau în câmpul curent al elementelor de construcţie cu punţi termice) se determină cu relaţia: Tsi = Ti – ΔT / hi R [°C] La elementele de construcţie adiacente spaţiilor neîncălzite în locul valorii ΔT = Ti – Te se introduce diferenţa de temperatură (Ti – Tu). In zona punţilor termice, temperaturile Tsi se determină printr-un calcul automat al câmpului de temperaturi. In mod curent, pentru determinarea temperaturilor minime Tsimin este suficient a se face calculul câmpului plan, bidimensional, de temperaturi. Pentru cazurile şi detaliile curente, temperaturile superficiale minime Tsimin se dau în tabelele cuprinse în cataloage de valori precalculate pentru punţi termice uzuale. Valorile din tabele sunt valabile pentru zona II climatică şi pentru o temperatură interioară Ti = +20° C. Pentru alte condiţii de temperatură (T’e si T’i), temperatura minima (T'si min ) se poate determina cu relaţia :

34

T'si min = T’i – (T’i - T’e) (Ti - Tsi min)/(Ti – Te) [°C] în care: Ti = + 20 °C Te = - 15 °C La colţurile ieşinde de la intersecţia a doi pereţi exteriori cu un planşeu (la tavan sau la pardoseală), temperatura minimă se poate determina numai pe baza unui calcul automat al câmpului spaţial tridimensional de temperaturi, în cazul în care nu se face un astfel de calcul, se poale considera valoarea : Tsi colt = 1,3 Tsi min- 0,3 Ti [°C] în care : Tsi min temperatura superficială minimă, determinată pe baza câmpului plan de temperaturi. Temperatura superficială medie, aferentă unui element de construcţie, se poate determina cu relaţia: Tsi m = Ti – ΔT / hi R’ [°C] în care : R' rezistenţa termică specifică corectată, aferentă, după necesităţi, fie unei încăperi, fie ansamblului clădirii. Pe baza temperaturii superficiale minime Tsi min, se poate calcula valoarea maximă a raportului ecartului de temperatură superficială ζmax, sau factorul de temperatură al unei punţi termice liniare fRsi

2D . Dacă intervin numai două medii, temperaturile superficiale pot fi exprimate sub formă adimensională printr-una din relaţiile: ζmax = (Ti - Tsi min)/ ΔT sau fRsi

2D = (Tsi min – Te)/ ΔT unde: ζRsi(x,y) este raportul diferenţelor de temperatură pentru suprafaţa interioară, într-un anumit punct; fRsi(x,y) este factorul de temperatură pentru suprafaţa interioară, într-un anumit punct. Pe baza temperaturii superficiale medii Tsi m , se poate determina valoarea medie a raportului ecartului de temperatură superficială, folosind relaţia: ζm = (Ti - Tsi min)/ ΔT = Rsi/R’

35

Raportul diferenţelor de temperatură sau factorul de temperatură trebuie să fie calculat cu o eroare mai mică de 0,005. La elementele de construcţie adiacente spaţiilor neîncălzite, în locul valorii ΔT din relaţiile, se introduce diferenţa de temperatură (Ti – Tu). 1.8 REGIMURI DE UTILIZARE A CLĂDIRILOR ŞI INFLUENŢA ACESTORA ASUPRA PERFORMANŢEI ENERGETICE 1.8.1 Clasificarea clădirilor în funcţie de regimul lor de ocupare In funcţie de regimul de ocupare, clădirile se împart în două categorii: - clădiri cu ocupare continuă - în care intră clădirile a căror funcţionalitate impune ca temperatura mediului interior să nu scadă, în intervalul "ora O - ora 7" cu mai mult de 7°C sub valoarea normală de exploatare; - clădiri cu ocupare discontinuă - în care intră clădirile a căror funcţionalitate permite ca abaterea de la temperatura normală de exploatare să fie mai mare de 7°C pe o perioadă de 10 ore pe zi, din care 5 ore în intervalul "ora O - ora 7". 1.8.2 Clasificarea tipurilor de funcţionare ale instalaţiilor de încălzire Tipurile de funcţionare ale instalaţiilor de încălzire sunt: - încălzire continuă; - încălzire intermitentă. 1.8.3 Clasificarea clădirilor funcţie de inerţia termică In funcţie de inerţia termică, clădirile se împart în trei clase: - inerţie termică mică; - inerţie termică medie; - inerţie termică mare. Încadrarea clădirilor în una din clasele de inerţie se face conform tab. 1.5 în funcţie de valoarea raportului: (∑mj Aj)/Ad

în care: mj - masa unitară a fiecărui element de construcţie component j, care intervine în inerţia termică a acestuia, în kg/m2; Aj - aria utilă a fiecărui element de construcţie j, determinată pe baza dimensiunilor interioare ale acestuia, în m2; Ad - aria desfăşurată a clădirii sau părţii de clădire analizate, în m2.

Tab.1.5 Clase de inerţie termică

(∑mj Aj)/Ad Inerţia termică

până la 149 kg/m2 mică

de la 150 până la 399 kg/m2 medie

peste 400 kg/m2 mare

36

La determinarea clasei de inerţie se vor avea în vedere următoarele: - dacă aria desfăşurată a spaţiului încălzit aferent clădirii analizate este mai mică sau egală cu 200 m2, calculul raportului se va face pe întreaga clădire; - dacă aria desfăşurată a spaţiului încălzit aferent clădirii analizate este mai mare de 200 m2, calculul raportului se va face pe o porţiune mai restrânsă, considerată reprezentativă pentru clădirea sau partea de clădire analizată. 1.8.4 Corelaţii între regimul de ocupare al clădirii şi inerţia termică a acesteia In funcţie de categoria de ocupare şi de clasa de inerţie, clădirile de împart în două categorii: - clădiri de categoria 1, în care intră clădirile cu "ocupare continuă" şi clădirile cu "ocupare discontinuă" de clasă de inerţie termică mare; - clădiri de categoria 2, în care intră clădirile cu "ocupare discontinuă" şi clasă de inerţie medie sau mică.

37

CAP.2 – MATERIALE IZOLATOARE UTILIZATE LA REABILITAREA TERMICĂ Dacă se consideră o lamelă de aer cu grosimea de 0,028 m, având rezistenţa termică de 0,16 m²°C/W, se poate spune că un material este izolant termic dacă pentru aceeaşi grosime are o rezistenţă termică superioară lamelei de aer:

R = λ

=λ

028,0d>0,16 m2°C/W

Aceasta permite să se fixeze limitele conductivităţii termice a materialelor izolatoare astfel: un material este considerat izolant termic atunci când

coeficientul de conductivitate termică este mai mic sau egal cu 0,160,028

= 0,175

W/m°C sau 0,15 kcal/h°C (1 kcal/h = 1,163 W). 2.1. CARACTERISTICILE FIZICE PRINCIPALE ALE MATERIALELOR IZOLATOARE - PROPRIETĂŢILE HIGROTERMICE Proprietăţile higrotermice ale materialelor termoizolatoare sunt următoarele: - căldura specifică, conductivitatea termică, difuzivitatea şi asimilarea termică (legate de transferul de căldură); - sorbţia, difuzia şi permeabilitatea la vapori, permeabilitatea la aer (legate de transferul de vapori şi de aer). Asupra comportării în exploatare a materialelor termoizolatoare, un rol predominant îl joacă şi alte proprietăţi fizice şi chimice ca: rezistenţa la îngheţ-dezgheţ, absorbţia, stabilitatea dimensională (dilatare-contracţie), rezistenţa la temperaturi ridicate, temperatura maximă de folosire, stabilitatea biologică şi chimică precum şi proprietăţile mecanice ca: rezistenţele la compresiune, întindere, încovoiere, tasare sub sarcină, (caracteristică importantă la produse tasabile, de exemplu la cele din vată minerală). a. Căldura specifică c. Căldura specifică este cantitatea de căldură necesară pentru ridicarea temperaturii cu un grad Celsius a unui kilogram de material şi se măsoară în kcal/kg°C. b. Conductivitatea termică λ. Conductivitatea termică este proprietatea materialelor de a transmite căldura şi se caracterizează prin coeficientul de conductivitate termică λ, definit drept cantitatea de căldură care trece printr-un material cu feţe plan paralele în grosime de un metru, pe o suprafaţă de un metru pătrat, în timp de o oră şi la o diferenţă de temperatură pe cele două feţe ale sale de un grad Celsius; se măsoară în kcal/mh°C sau în W/mK. Conductivitatea termică depinde de o serie de factori dintre care porozitatea şi densitatea aparentă ρ , umiditatea U , temperatura T şi direcţia fluxului termic sunt cei mai importanţi. Conductivitatea termică este cu atât mai mică cu cât densitatea aparentă este mai mică şi cu cât porozitatea este mai mare, fapt explicat prin valoarea extrem de mică a conductivităţii termice a porilor mici cu aer oclus (aproximativ 0,02 Kcal/mh°C, la o temperatură medie de 0°C). De asemenea, conductivitatea termică creşte în măsură importantă cu conţinutul de apă al materialelor de construcţie, ştiut fiind că este de 25 de ori mai mare conductivitatea termică a apei din pori decât a aerului înlocuit. Conductivitatea

38

termică pentru aprecierea calitativă a materialelor termoizolatoare este dată pentru starea uscată a acestora la temperatura de 0°C sau +25°C. In exploatare, materialele izolatoare prezintă un conţinut de apă normal, a cărui valoare este funcţie de: 1) natura umidităţii; 2) regimul de temperatură şi umiditate specific destinaţiei construcţiilor; 3) alcătuirea şi grosimea elementelor de construcţie în care se aplică materialele; 4) orientarea acestora şi 5) zona climatică unde este situată construcţia. Conductivitate termică de calcul este valoarea conductivităţii termice a unui material sau produs de construcţie, în condiţii specifice, care poate fi considerată ca fiind caracteristică pentru performanţa acelui material, atunci când este încorporat într-un element de construcţie. Conductivitatea termică de calcul se stabileşte pe baza conductivităţii termice declarate, avându-se în vedere condiţiile reale de exploatare referitoare la temperatura şi umiditatea materialului. Pentru condiţiile climatice din ţara noastră conductivitatea termică de calcul este definită pentru o temperatură medie de 0°C şi o umiditate de exploatare stabilită conform următoarelor convenţii: - pentru materialele nehigroscopice (care nu conţin sau nu păstrează apa de fabricaţie), conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată; - pentru materialele higroscopice, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică corespunzătoare umidităţii de echilibru a materialului aflat într-un mediu ambiant cu temperatura de 23°C şi umiditatea relativă de 50%. - pentru materialele termoizolante care conţin în pori alte gaze decât aerul, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată, după un interval de timp de îmbătrânire, specific pentru fiecare tip de material. Conductivitatea termică corespunzătoare acestui conţinut de apă normal defineşte conductivitatea termică de calcul, folosită în proiectarea elementelor de construcţie din punct de vedere higrotermic. Valorile conductivităţii termice de calcul, în condiţii normale de exploatare pentru diverse materiale termoizolatoare, sunt indicate în tab.2.1. c. Sorbţia. In materialele de construcţie se deosebesc următoarele stări de umiditate: - umiditatea liberă, formată prin condensarea vaporilor de apă în interiorul materialului sau prin contactul direct al materialului cu apă; - umiditatea de sorbţie, produsă prin sorbţia de către material a umidităţii din aerul înconjurător, care prezintă o anumită umiditate relativă şi temperatură. d. Permeabilitatea la vapori μ. Permeabilitatea la vapori μ reprezintă cantitatea de vapori de apă exprimată în grame, care trece într-o oră, prin difuziune, printr-un metru pătrat de material cu feţe plan paralele, în grosime de un metru, la o diferenţă a presiunilor vaporilor de pe cele două feţe ale materialului de un milimetru coloană de mercur (mmHg) şi se exprimă în g/mh

39

mmHg; inversul permeabilităţii la vapori defineşte rezistenţa specifică la difuziunea vaporilor. In cazul unor materiale subţiri în pelicule (vopsele) sau folii (tapete) cu permeabilitate foarte redusă la vapori, denumite bariere contra vaporilor, pentru caracterizarea comportării lor la transferul de vapori se utilizează rezistenţa la difuziunea vaporilor Rv exprimată în m²hmmHg/g. Tab. 2.1 Caracteristici higrotermice ale unor materiale termoizolante

Nr. crt.

Tip de material

Densitate aparentă

Kg/m3

Conductivitate termică de calcul

W/(mK)

Factorul rezistenţei la

permeabilitate la vapori

1 Produse din vată minerală (din rocă) 1.1 Clasa A1 18<ρ<25 0,046 1 1.2 Clasa A2 25< ρ < 35 0,040 1 1.3 Clasa A 3 35< ρ < 60 0,038 1 1.4 Clasa A4 60< ρ < 100 0,037 1 1.5 Clasa A5 100< ρ <160 0,038 2 1.6 Clasa A6 160< ρ <200 0,040 2 2 Produse din vată de sticlă 2.1 Clasa B1 7< ρ <9,5 0,047 1 2.2 Clasa B2 9,5< ρ <12,5 0,042 1 2.3 Clasa B3 12,5< ρ <18 0,039 1 2.4 Clasa B4 18< ρ < 25 0,037 1 2.5 Clasa B5 25< ρ < 50 0,035 1 2.6 Clasa B6 50< ρ < 80 0,034 1 2.7 Clasa B7 80< ρ <120 0,036 1 3 Materiale plastice celulare 3.1 Polistiren expandat 3.1.1 Clasa P1 9< ρ <13 0,046 30 3.1.2 Clasa P2 13< ρ <16 0,042 30 3.1.3 Clasa P3 16< ρ <20 0,040 30 3.1.4 Clasa P4 20< ρ < 25 0,038 30 3.1.5 Clasa P5 21< ρ <35 0,035 60 3.1.6 Clasa P6 35< ρ < 50 0,033 60 3.2 Polistiren extrudat 3.2.1 Plăci fără gaz inclus altul decât

aerul 28< ρ < 40 0,042 150

3.2.2 Plăci expandate cu hidrofluorocarburi HCFC

25< ρ < 40 0,035 150

3.3 Produse din spuma rigidă de poliuretan 3.3.1 Plăci debitate din blocuri

spumate continuu şi expandate cu HCFC

37< ρ <65 0,041 60

3.3.2 Plăci spumate continuu sau debitate din blocuri spumate expandate fără gaz inclus altul decât aerul

15< ρ < 30 0,040 60

3.3.3 Plăci spumate continuu injectate între două panouri rigide - expandate cu HCFC - expandate fără gaz inclus altul decât aerul

37< ρ < 60 37< ρ < 60

0,033 0,037

60 60

3.4 Sticlă celulară 110< ρ <140 0,050 20.000

40

2.2. CLASIFICAREA ŞI PREZENTAREA MATERIALELOR IZOLATOARE Materialele izolatoare sunt corpuri poroase a căror structură se compune dintr-un schelet solid şi aerul din porii sau golurile materialului. Scheletul solid al materialului de bază poate fi de natură anorganică sau organică, de diverse compoziţii chimice. Golurile sau porii de aer pot fi închişi sau deschişi, valoarea lor de izolare depinzând de volumul total, dimensiunile, forma şi modul lor de distribuţie în masa materialului. Materialele anorganice sunt cele provenite din substanţe minerale, spre deosebire de cele organice obţinute din substanţe de natură organică. Atât materialele anorganice cât şi cele organice se împart după structura lor în materiale coerente (cu părţi componente legate între ele, de exemplu betoanele, cărămizile etc.) şi necoerente (în vrac, cum sunt agregatele uşoare de granulit etc.). Materialele izolatoare de natură anorganică se împart după structura lor în următoarele grupe: - materiale coerente celulare, compuse dintr-o masă solidă cu pori de aer înglobaţi în ea, în mare parte închişi, distribuiţi mai mult sau mai puţin uniform (de exemplu betoanele celulare, cărămizile poroase etc.); - materiale necoerente granulare, compuse din granule poroase (de exemplu granulit); - materiale coerente cu structură mixtă, compuse din granule poroase legate cu ajutorul unui liant (de exemplu betoanele uşoare cu agregate din granulit etc.); - materiale fibroase de tipul vatei minerale şi de sticlă şi a produselor din acestea. Materialele izolatoare de natură organică se împart după structură în următoarele grupe: - materiale coerente fibroase sau nefibroase, compuse din diverse materii prime organice legate cu diverşi lianţi (de exemplu plăcile din fibre de lemn moi - poroase etc.); - materiale din polimeri sintetic (de exemplu polistirenul celular, spuma de poliuretan etc.). 2.2.1. Prezentarea materialelor izolatoare A. Materiale de natură anorganică i) Materiale coerente celulare. Betonul celular autoclavizat (b.c.a; gazbetonul) este o piatră artificială cu structura poroasă omogenă, obţinut prin tratament termic, la temperaturi şi presiuni ridicate, agentul producător de gaz fiind pulberea de aluminiu. Funcţie de compoziţie, betonul celular autoclavizat se împarte în două tipuri: - tipul GBN (gazbeton pe bază de nisip, cu liant ciment, var şi ghips); - tipul GBC (gazbeton pe bază de cenuşă de termocentrală cu liant var şi ghips). Betonul celular are o structură poroasă omogenă, cu porii aproximativ sferici,

41

repartizaţi uniform în masă, cu dimensiunea maximă de 3 mm. a) Elemente nearmate din beton celular autoclavizat. Produsele din b.c.a. de tipul GBN au forme dreptunghiulare cu muchii vii, suprafeţe plan-paralele şi produsele din GBN trebuie sa fie fără goluri, crăpături sau pete de ulei. Umiditatea de livrare nu trebuie să depăşească 20% din masa în stare uscată. b) Produse din b.c.a. de tipul GBC. Blocurile şi plăcile din beton celular autoclavizat pentru zidărie ca şi plăcile termoizolatoare din b.c.a. au formă paralelipipedică, cu muchiile drepte întretăiate în unghiuri de 900 şi feţele plane. Umiditatea de livrare nu trebuie să depăşească 25% (în greutate). c) Elemente armate din beton celular autoclavizat de gazbeton (GBN). Betonul celular autoclavizat (b.c.a.) de tipul gazbeton GBN este o piatră artificială cu pori uniform distribuiţi, preparată din nisip, ciment, ghips, var şi pulbere de aluminiu. Porozitatea betonului face necesară protejarea anticorosivă a armăturilor din elementele de b.c.a. armat cu un material de bază de bitum-inertol, în asociere cu diverse substanţe pasivizante. Elementele se livrează cu o umiditate de maximum 20% în masă în stare uscată. d) Sticla spongioasă Se fabrică dintr-un amestec de pulbere de sticlă omogenizată, încălzită în forme metalice în cuptoare la temperatura de 850-900ºC, unde expandează şi apoi este recoaptă şi răcită treptat la temperatură normală. Blocurile de sticlă spongioasă, scoase din matriţă, se pot tăia cu ferăstraie circulare la dimensiunile necesare. Sticla spongioasă se foloseşte ca material termoizolator la pereţii exteriori, la căptuşirea interioară a pereţilor din cărămizi sau din blocuri mici, la terase şi planşee peste spaţii reci. ii) Materiale necoerente granulare şi coerente cu structură mixtă a) Granulitul şi betonul de granulit . Granulitul este o argilă expandată, granulată, fabricată pe cale umedă sau uscată într-un cuptor rotativ. Proprietăţi bune de expandare le au şisturile (argiloase, bituminoase etc.) şi argilele fuzibile (şistoase şi bentonitice). Granulitul se poate folosi în vrac sau sub formă de plăci de beton de granulit, la termoizolarea acoperişurilor, teraselor şi pereţilor exteriori. b) Perlitul expandat şi produsele sale. Perlitul este o rocă vulcanică acidă de natură sticloasă, în a cărei compoziţie mineralogică intră silicatul de potasiu, bioxidul de siliciu şi aluminiul. Perlitul expandat se obţine prin expandarea rocilor perlitice prin tratare la temperaturi înalte, între 750 şi 1250ºC, obţinându-se granule de perlit, cu volum mărit de cca 20 ori faţă de materialul din rocă, cu diametrul până la 3 mm, cu densitatea aparentă de 75...200 kg/m3 şi o conductivitate termică a materialului în stare uscată de 0,03...0,04 kcal/mhºC. Din perlitul expandat în granule se realizează următoarele produse: - plăci şi cochilii termoizolatoare silicoperlitice, realizate din perlit granulat aglomerat cu silicat de sodiu şi fluosilicat de sodiu; - cărămizi termoizolatoare argiloperlitice, obţinute din perlit granulat, amestecat cu argilă şi apoi arse la temperaturi mari. Din granule de perlit se poate realiza şi beton de perlit cu densitate aparentă

42

cuprinsă între 300 şi 400 kg/m3, cu conductivitate termică pe material în stare uscată cuprinsă între 0,07 şi 0,08 kcal/mh°C. c) Vermiculitul şi betonul de vermiculit. Vermiculitul este un produs natural, compus din silicat de aluminiu şi magneziu hidratat din familia micii, tratat la temperaturi ridicate de 900...1100°C; când se expandează îşi măreşte volumul de cca 40 de ori faţă de materialul natural. Densitatea aparentă a vermiculitului în granule expandate variază între 100 şi 300 kg/m3, având o conductivitate termică pe material uscat de 0,04...0,055 kcal/mh°C. Materialul este necombustibil şi neputrescibil. Din granule de vermiculit expandat se poate realiza beton de vermiculit cu densitatea aparentă între 300 şi 500 kg/m3, cu conductivitatea termică pe material uscat de 0,07...0,09 kcal/mh°C. Materialul se foloseşte la izolaţii termice în vrac şi sub formă de plăci de beton de vermiculit. iii) Materiale fibroase a) Vata minerală şi produsele sale. Vata minerală este un material compus din fibre subţiri vitroase, obţinute din topituri de zguri metalurgice acide sau roci naturale. Vata minerală se fabrică în două tipuri şi anume: - tip I, folosit la izolaţii termice în construcţii şi instalaţii şi la izolaţii fonice; - tip P, produs intermediar, folosit la realizarea de produse din vată minerală (plăci, cochilii, saltele, şnururi etc.). Produsele din vată minerală se clasifică astfel: - după tipul de vată minerală şi procedeul de obţinere: 1) produse din vată minerală tip P; 2) produse din vată minerală tip I; 3) produse aglomerate din vată minerală, obţinute direct prin fibrilizarea unei topituri de silicat prin suflare cu abur; - după natura liantului folosit: 1) produse din vată minerală (tip P), liată cu ulei mineral; 2) produse din vată minerală (fibrilizată direct prin suflare cu abur) cu liant bituminos; 3) produse din vată minerală (tip I) fără liant; - după formă, în următoarele sortimente: 1) saltele din vată minerală; 2) pâslă din vată minerală; 3) plăci din vată minerală; 4) cochilii din vată minerală; 5) fâşii din vată minerală; 6) şnur din vată minerală. Saltele din vată minerală se fabrică în următoarele tipuri, folosite în special la lucrări de termoizolaţii: - din vată tip P: 1) cusute pe hârtie bitumată, îmbrăcate pe o singură faţă - SHB1; 2) cusute pe hârtie bitumată, îmbrăcate pe ambele feţe - SHB2; 3) cusute pe carton ondulat - SCO; 4) cusute pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe o singura faţă - SPS1; 5) cusute pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe ambele feţe - SPS2; 6) cusute pe rabiţ de stuf - SRS; - din vată tip I: 1) cusute cu sârmă de oţel pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe o singură faţă - SPS I1; 2) cusute cu sârmă de oţel pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe ambele feţe - SPS I2 . Saltelele se livrează rulate în suluri, cu materialul suport în exterior. Pâsla din vată minerală se fabrică din vată minerală tip P cu lianţi pe bază de

43

răşină fenolică sau din vată fibrilizată prin suflare cu abur, cu liant bituminos, utilizată la termo şi fonoizolaţii. In funcţie de densitatea aparentă, pâsla din vată minerală, se fabrică în următoarele tipuri: P 90; P 60; P. 40; P 27 şi pâslă minerală cu liant bituminos - PB. Plăcile din vată minerală sunt produse din vată minerală cu un conţinut ridicat de liant şi se folosesc în termoizolaţii, fonoizolaţii şi tratamente acustice. Plăcile din vată minerală se produc din: - vată minerală tip P, cu lianţi pe bază de răşină fenolică sau din vată minerală fibrilizată prin suflare cu abur, cu liant bituminos - tip PIB, obţinute prin introducerea la fabricarea vatei minerale a unei cantităţi de bitum. Plăcile din vată minerală tip P se produc în următoarele sortimente: - plăci pentru izolaţii generale (termică şi fonică) tip G: G 80 şi G 100; - plăci fonoizolatoare tip FI, utilizate pentru amortizarea zgomotelor de impact: FI 90, FI 100 şi FI 120; - plăci fonoabsorbante tip FA 140: FA 140/S, cu suprafaţa stropită, FA 140/V, cu suprafaţa vopsită şi FA 140/P, cu suprafaţa vopsită şi perforată. Plăcile FA 140 se pot caşera cu împâslitură din fibre de sticlă; - plăci autoportante tip AP, realizate din vată minerală rigidizată cu liant pe bază de răşini fenol-formaldehidice având pe partea inferioară două sau trei elemente de armare, aşezate pe direcţia longitudinală a plăcii: AP/S, cu suprafaţa stropită, AP/V, cu suprafaţa vopsită şi AP/C, caşerată cu bariera contra vaporilor din folii de PVC, aluminiu sau polietilenă caşerată cu împâslitură din fibre de sticlă. Fâşiile din vată minerală, utilizate în special la izolaţii termice, se fabrică din vată minerală tip P în următoarele tipuri: - tip FH, din vată minerală aşezată pe o foaie de hârtie de ambalaj (Kraft); - tip FHB, din vată minerală lipită pe hârtie de ambalaj, acoperite pe o faţă cu bitum. Şnurul din vată minerală, utilizat la izolări termice, se fabrică din vată de pâslă minerală tip P. Şnurul este îmbrăcat în împletitură din sârmă zincată, maleabilă, cu diametrul de 0,2 mm. Conductivitatea termică la 100ºC a şnurului este de 0,061 kcal/mhºC, iar temperatura maximă de folosire este 700ºC. b) Vata de sticlă şi produse din vată de sticlă. Vata de sticlă (foamglass) se obţine prin centrifugarea unui şuvoi de sticlă topită, care este dispersat în fibre foarte fine. Vata de sticlă nu este atacată de microorganisme şi rozătoare. Se livrează în vrac sau în formă prelucrată de rogojini, pe carton celulozic ondulat sau pe plasă de sârmă şi de saltele îmbrăcate pe ambele feţe cu plasă de sârmă galvanizată. B. Materiale de natură organică i) Materiale coerente fibroase a) Plăci din fibre de lemn moi (poroase; PFL). Acestea sunt clasificate în: netratate, bitumate şi bitumate antiseptizate şi se folosesc ca material

44

termoizolator, fonoizolator etc., în construcţii civile şi industriale. Gradul de antiseptizare la plăcile bitumate şi antiseptizate se asigură cu o cantitate de 1% pentaclorfenolat de sodiu sau pentaclorfenolat de cupru, raportată la masa de fibră absolut uscată. b) Produse din plută. Plăci din plută expandată şi bitumată. Plăcile din plută expandată se clasifică după: - mărimea particulelor expandate în: 1) plăci din granule de plută (cu diametrul particulelor peste 2 mm); 2) plăci din praf de plută (cu diametrul particulelor sub 2 mm); - modul de aglomerare în: 1) plăci din granule de plută expandată; 2) plăci din praf de plută expandată; 3) plăci din granule de plută expandată, aglomerate cu bitum. Plăcile de plută expandată, de toate tipurile, trebuie ferite de umezeală. Plăcile din plută expandată şi aglomerată cu bitum vor fi ferite şi de temperaturi mai mari de 50°C. ii) Materiale din polimeri sintetici a) Plăci din polistiren celular. Acest material a apărut pentru prima dată în Germania şi Franţa în anul 1954 şi se prezintă sub formă de granule. Plecând de la granulele iniţiale se execută o primă expandare a acestora în atmosferă caldă. Noile granule astfel obţinute sunt puse în tipare, unde, prin introducerea de vapori, se produce cea de a doua expandare, care provoacă umplerea formelor. Polistirenul expandat este uşor de utilizat sub rezerva utilizării unor soluţii adecvate pentru lipire, datorită faptului că este sensibil la solvenţi. De asemenea, la temperaturi de 80-85ºC acest material prezintă fenomenul de înmuiere, astfel încât utilizarea lui în suprafeţele expuse puternic însoririi trebuie evitată. Polistirenul celular se fabrică în două tipuri: obişnuit (PEX) în trei calităţi A, B, C şi ignifugat (PEXI), în două calităţi A şi B, în blocuri sau plăci. b) Polistiren extrudat. A fost introdus pe piaţă sub denumirea de STYROFOAM şi este un produs identic din punct de vedere chimic cu polistirenul expandat, singura diferenţă fiind procesul de fabricaţie - în locul aglomerării granulelor se procedează la o spumare a acestora. Astfel se obţin rezistenţe mecanice superioare şi o omogenitate sporită a materialului. Produsul obţinut are densitatea mai mică de 27 daN/m3 şi este impregnat cu o substanţă colorată bleu, cu rol de ignifugare şi pentru diferenţiere de polistirenul expandat. Ca şi polistirenul expandat, acest material este foarte sensibil la solvenţi. c) Spuma de poliuretan se obţine prin acţiunea unui poliizocianat asupra unui poliester saturat, iar expandarea se realizează prin degajarea unui gaz şi anume a freonului, sub acţiunea căldurii de reacţie sau a bioxidului de carbon la descompunerea izocianatului cu apa.

45

Amestecul poliizocianat-poliester şi agentul de expandare se poate realiza fie într-un malaxor şi apoi turna în tipare pentru a se obţine blocuri din spumă de poliuretan, fie cu ajutorul unui aparat de amestecare prin suflare direct în construcţii, în locaşurile sau pe suprafeţele în care este necesar a fi aplicată termoizolaţia. Densitatea aparentă a spumei de poliuretani variază între 30 şi 50 kg/m3, în funcţie de proporţia de componenţi, temperatura de reacţie etc. Conductivitatea termică pe material uscat depinde de agentul de expandare, fiind minim în cazul freonului de 0,018 kcal/mhºC şi maxim în cazul bioxidului de carbon de 0,0245 kcal/mh°C. Materialul are o bună stabilitate dimensională de temperatură, este practic impermeabil la apă, însă mai permeabil la vapori decât polistirenul celular. 2.3. CRITERII DE FOLOSIRE A MATERIALELOR TERMOIZOLATOARE 2.3.1. Alegerea materialelor termoizolatoare Criteriile de alegere a materialelor termoizolatoare sunt multiple şi ele se referă în principal la proprietăţile fizico-mecanice şi chimice în raport cu solicitările exterioare la care acestea sunt supuse, precum şi cu condiţiile de realizare în construcţii. Pentru asigurarea permanentă a calităţilor termice, este necesar ca materialele izolatoare să aibă următoarele proprietăţi: a) rezistenţă la căldură şi la frig. Această proprietate este esenţială în cazul izolaţiilor termice la acoperişuri. In cazul acoperişurilor metalice sau chiar a celor terasă, suprafaţa exterioară a materialelor izolatoare poate fi supusă la temperaturi între -30ºC iarna şi +80ºC vara. Aceste temperaturi extreme nu trebuie să conducă la instabilitatea fizică sau chimică a materialului; b) rezistenţă la umiditate. Porozitatea materialelor izolatoare permite circulaţia vaporilor de apă. Prezenţa apei în material se poate datora umidităţii la punerea în operă sau a condensului în structura materialului. In acest sens materialele izolatoare trebuie să fie insensibile la acţiunea chimică a apei; c) rezistenţă la foc. Este necesar ca materialul izolant să nu fie inflamabil. Astfel, dacă materialele izolatoare nu sunt incombustibile, atunci acestea trebuie ignifugate; d) impermeabilitatea la vapori de apă. Vaporii de apă se deplasează în mod continuu din interior spre exterior şi puţin câte puţin impregnează materialul izolant, mărindu-i coeficientul de conductivitate termică care variază invers proporţional cu umiditatea. Din ce în ce mai mult materialul se umezeşte şi îşi pierde toate calităţile termice. Împiedicarea acestui proces se face prin execuţia unui ecran impermeabil la vapori de apă care se numeşte în mod curent barieră de vapori. Bariera de vapori nu trebuie să prezinte discontinuităţi şi se pozează pe faţa caldă a termoizolaţiei. Pentru evitarea retenţiei de apă, pe care materialul izolant o poate avea din depozitare prelungită sau din condiţii defectuoase de punere în operă, se poate realiza o ventilare a feţei reci a termoizolaţiei; e) protejarea împotriva paraziţilor. Materialele izolatoare trebuie să fie realizate şi puse în operă în aşa fel încât să nu permită instalarea insectelor şi a rozătoarelor.

La aceste caracteristici principale se adaugă forma şi starea de agregare a materialelor termoizolatoare: plăcile rigide se pretează la aplicarea pe suprafeţe plane şi curbe însă cu curbura mare; plăcile semirigide şi saltelele din materiale elastice (de exemplu din vată minerală) se pot aplica şi pe suprafeţe înclinate şi curbe cu curbura mică.

46

Pe lângă proprietăţile tehnice, la folosirea materialelor termoizolatoare o importanţă hotărâtoare o are şi eficienţa economică a acestora. Tabelele 2.2 şi 2.3 ajută la alegerea materialului termoizolant în funcţie de calităţile acestuia şi de posibilităţile de utilizare. Tab. 2.2 Posibilităţile de utilizare a materialelor izolatoare

Nr. crt.

Material şi produse

Pere

te Planşeu

peste subsol

Planşeu sub pod nelocuit P

lanşe

u

pe

sol

Aco

per

iş

tera

sa Acoperiş

peste mansardă

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

B.C.A. Sticla spongioasa Granulit Perlit Vermiculit Vata minerala Vata de sticla PFL Pluta Polistiren celular Polistiren expandat Spuma poliuretan

+ + + + + + + + + + + +

+ + - - - + - - + + + +

- - + + + + + - - - - -

- + + - - + - - + + + +

+ + + + + + - - + + + +

- - - - - + + - - - - -

Tab. 2.3 Tabel comparativ privind calităţile materialelor izolatoare

Rezistenţă Nr. crt.

Materiale şi produse

Căl

dură

Um

iditat

e

Foc

Mec

anică

Impermea-bilitate la vapori de apa

Protejare împotriva Paraziţilor

1. B.C.A. FB S FB FB S - 2. Sticlă spongioasă FB B FB S B - 3. Granulit FB B FB FB B - 4. Perlit FB B B B S - 5. Vermiculit B B FB B M - 6. Vată minerală FB S FB FS FS - 7. Vată de sticlă FB FB FB FS FB -

8. P.F.L. B S FB B S Rozătoare Insecte

9. Pluta B B S FB B Rozătoare

10. Polistiren celular 80ºC B trebuie ignifugat

M B Insecte Pasări

11. Polistiren extrudat 80ºC B trebuie ignifugat

S M Insecte Pasări

12. Spumă poliuretanică 130ºC FBautoex-tinctoare

M FB -

FB - foarte bun; B - bun; M - mediu; S - scăzut; FS - foarte scăzut

47

2.3.2. Condiţii privind capacitatea de izolare termică a elementelor de construcţii Realizarea protecţiei termotehnice a elementelor de construcţii se face pentru obţinerea: - rezistenţei la transmisia termică necesară pentru limitarea diferenţei de temperatură între aerul interior şi suprafaţa interioară a elementelor exterioare de construcţii (astfel încât să nu se atingă valoarea temperaturii de condensare), precum şi pentru limitarea pierderilor de căldură; - stabilităţii termice necesare pentru limitarea oscilaţiilor temperaturii pe suprafaţa lor interioară; - rezistenţei la difuziunea vaporilor necesară pentru păstrarea stării de umiditate normală şi limitării acumulării de apă datorită condensării vaporilor în grosimea elementelor de construcţii sub valori admisibile; - rezistenţei la permeabilitatea aerului necesare limitării reducerii capacităţii de izolare termică sub influenţa infiltrării aerului. La alegerea soluţiei constructive termoizolatoare a elementelor de construcţii se urmăreşte obţinerea climatului interior impus de cerinţele minimale de confort la clădiri de locuit şi economia de energie în exploatare. Ţinând seama de capacitatea de izolare termică exprimată prin rezistenţa la transmisia termică necesară, se stabileşte domeniul de folosire şi grosimile corespunzătoare ale termoizolaţiilor componente din elementele de construcţii exterioare (pereţi, acoperişuri, planşee etc.), în funcţie de natura, alcătuirea şi caracteristicile termotehnice ale acestora, pe grupe de construcţii şi zone de temperatură ale aerului exterior în timpul iernii sau verii. Totodată, la izolarea termică a construcţiilor se ţine seama şi de economicitatea soluţiilor alese, astfel încât cheltuielile suplimentare să fie compensate într-un număr mic de ani, prin faptul că, pe de o parte se prevăd instalaţii de încălzire reduse, iar pe de alta parte se obţine o economie anuală de combustibil la exploatarea clădirilor şi instalaţiilor.

49

CAP. 3 CONDIŢII CLIMATICE DE CALCUL 3.1 CLIMATUL INTERIOR AL CLĂDIRILOR Factorii principali care concură la definirea confortului interior în construcţiile de locuit şi sociale sunt: temperatura interioară şi temperatura medie a suprafeţelor interioare ale elementelor de construcţie care delimitează încăperile, umiditatea şi viteza de mişcare a aerului. Condiţiile confortului interior se realizează pentru anumite rapoarte între aceşti parametri. Din punct de vedere fiziologic confortul termic se realizează la temperatura aerului interior între 21 —22°C, la o umiditate relativă cuprinsă între 30 şi 70% şi la o viteză de mişcare a aerului sub 0,10—0,15 m/s. Pentru a îndeplini condiţiile confortului termic diferenţa ∆Tr între temperatura aerului interior Ti şi cea radiantă Tr nu trebuie să depăşească o valoare admisibilă ∆Tradm, stabilită pe baza unor date statistice de specialiştii în igienă, în funcţie de ocupaţia, sexul, vârsta, rasa şi obiceiurile persoanelor analizate. In acest sens, mărimile care manifestă o influenţă hotărâtoare asupra temperaturii medii de radiaţie sunt suprafeţele ferestrelor şi ale corpurilor de încălzire, care au valori extreme. Pentru realizarea confortului, temperaturile suprafeţelor radiante mari trebuie să fie puţin diferite de temperatura aerului încăperii. Astfel, în cazul aerului staţionar confortul se poate considera ideal atunci când temperatura aerului şi temperatura medie de radiaţie a suprafeţelor care limitează încăperea este de + 18,5°C. Dacă temperatura medie a suprafeţelor interioare ale elementelor de construcţie exterioare Tsi diferă de această valoare, biologii recomandă să se ridice temperatura aerului interior Ti — pentru compensare — cu 2/3 de grad pentru fiecare grad de diferenţă de temperatură Ti - Tsi, dar numai în intervalul de temperaturi interioare cuprinse între + 15 şi + 25°C. In aceste limite, pentru temperatura aerului interior, se admit toleranţe cuprinse între +1,5… -2,0°C. In afară de temperatura pereţilor trebuie să se ţină seamă şi de temperaturile pardoselii şi tavanului. Temperaturile prea scăzute ale pardoselii produc o răcire inadmisibil de mare a picioarelor. Pardoselile prea calde trebuie, de asemenea, evitate. Cercetările au arătat că temperatura optimă a pardoselilor este cuprinsă între +17 şi +25°C. Temperatura tavanului într-o încăpere are, în general, o im-portanţă mai mică din punct de vedere al senzaţiei de confort, datorită distanţei dintre corpul oamenilor şi tavan. Temperatura interioară şi viteza aerului din încăpere. Aerul rece în mişcare produce senzaţia de curent, care este extrem de neplăcută, în această privinţă este foarte importantă relaţia dintre viteza şi temperatura aerului. Dacă la o temperatură de +20°C deplasarea aerului cu o viteză de 1 m/s produce o senzaţie accentuată de frig, aceeaşi deplasare a aerului la o temperatură de +22 … +23°C produce o senzaţie plăcută. La temperatura de +20°C, viteza aerului până la

50

maximum 20—25 cm/s produce o senzaţie plăcută. Temperatura şi umiditatea aerului din încăpere. Cantitatea maximă de vapori de apă conţinută în aer, la saturaţie, variază în funcţie de temperatură. Influenţa umidităţii aerului asupra senzaţiei de confort nu este atât de importantă în comparaţie cu a celorlalţi factori. In general, la temperatura obişnuită din încăperile încălzite (+20°C), o umiditate relativă până la 75% produce o senzaţie plăcută, dar umidităţi mai mari produc senzaţia de zăpuşeală. La temperaturi mai mari, senzaţia de zăpuşeală se resimte chiar şi la o umiditate mai mică. Pentru a se obţine o aceeaşi senzaţie, la o creştere a temperaturii cu un grad trebuie să se reducă umiditatea relativă φ i cu 3% şi invers, la o creştere a umidităţii relative cu 10%, trebuie să se reducă temperatura aerului cu trei grade. 3.1.1 Confortul termic 3.1.1.1 Influenţa proprietăţilor termice ale elementelor de construcţie exterioare şi interioare asupra climatului încăperii Pentru a se realiza un climat interior confortabil este necesar în primul rând să se păstreze o temperatură convenabilă a suprafeţei interioare a elementelor de construcţie exterioare. Astfel, iarna se observă senzaţia de frig chiar la temperaturi interioare de +20°C, dacă pereţii exteriori au suprafaţa interioară rece sau dacă suprafaţa geamurilor este prea mare. Senzaţia de rece, datorită radiaţiei, se amplifică şi prin curenţii de aer, iar dacă se mai formează şi condens pe pereţi, atunci se creează un climat nesănătos care poate provoca îmbolnăvirea organismului. In timpul verii, pereţii supraîncălziţi datorită radiaţiei solare din timpul zilei, pot păstra în timpul nopţii o temperatură ridicată, chiar la temperatura normală a aerului din încăpere, dând o senzaţie de zăpuşeală. In cazul în care instalaţia de încălzire funcţionează în regim intermitent, modul de alcătuire a elementului de construcţie are o importanţă deosebită, întrucât temperatura suprafeţei interioare, care condiţionează senzaţia de confort, poate avea variaţii foarte mari, mai ales la elemente cu inerţie termică mică. In acest caz, pe baza analizei modului de utilizare a încăperilor, se recomandă ca la construirea clădirilor să se ia următoarele măsuri: a) dacă a fost prevăzută o durată redusă de utilizare a încăperilor, elemente de construcţie exterioare adoptate vor avea la partea interioară materiale izolante cu inerţie termică mică, astfel încât să permită creşterea rapidă a temperaturii suprafeţei interioare şi deci asigurarea imediată a condiţiilor de confort; b) dacă a fost prevăzută o durată mare de utilizare a încăperilor, elementele de construcţie exterioare adoptate vor avea la partea interioară materiale izolante cu inerţie termică mare, care să acumuleze căldura în timpul funcţionării instalaţiei de încălzire şi să o

51

redea în încăpere în timpul perioadei de întrerupere a încălzirii. Aceste măsuri contribuie la păstrarea unei temperaturi a suprafeţei interioare suficient de ridicate şi deci la asigurarea unor condiţii de confort minimale. 3.1.1.2 Influenţa încălzirii asupra climatului încăperii Aparatele de încălzit transmit de obicei căldura prin radiaţie şi prin convecţie, transmiterea prin conductivitate termică fiind neînsemnată. Transmiterea căldurii prin convecţie depinde, în primul rând, de temperatura pe care o au suprafeţele aparatelor de încălzit; transmiterea prin convecţie creşte mai puţin decât transmiterea prin radiaţie atunci când temperatura suprafeţelor de încălzit creşte; în cazul instalaţiei de încălzire cu aer cald, diferenţa dintre temperatura aerului din apropierea tavanului şi temperatura aerului din apropierea pardoselii este foarte mare. La instalaţiile de încălzire cu radiatoare cu apă caldă această diferenţă este mult mai redusă. Sobele transmit prin radiaţie o parte relativ mare a căldurii (60—70%) care este absorbită de pardoseală şi face ca temperatura acesteia să fie mai mare decât temperatura aerului din vecinătate. Din acest punct de vedere, repartiţia cea mai uniformă a temperaturii se constată la instalaţiile de încălzire prin panouri radiante montate în tavan sau în pardoseală. 3.1.2 Caracteristicile recomandate pentru climatul interior Temperatura aerului interior şi a suprafeţelor interioare ale elementelor de construcţie, care dau un minimum de confort încăperilor de locuit şi încăperilor clădirilor publice cu condiţii tehnico-sanitar-igienice speciale, cum ar fi de exemplu spitale, grădiniţe, creşe etc., unde umiditatea relativă este de maximum 50%, a fost normată după cum urmează: a) temperatura aerului interior, Ti= + 18… 20°C; b) temperatura suprafeţei interioare a pereţilor exteriori să nu scadă cu mai mult de 6°C faţă de temperatura aerului interior; c) temperatura tavanului să nu scadă cu mai mult de 4,5°C faţă de temperatura aerului interior; d) temperatura pardoselii să nu scadă cu mai mult de 2,5°C faţă de temperatura aerului interior. Pentru încăperile clădirilor publice cu regim normal de climat interior, de exemplu teatre, cinematografe, scoli, cluburi, gări, clădiri social-sanitare etc., în care umiditatea relativă este de maximum 50—60%, condiţiile de temperatură sunt următoarele: a) temperatura aerului interior, Ti= +16 … 18°C; b) temperatura suprafeţei interioare a pereţilor exteriori poate fi cu cel mult 7 0C mai scăzută decât temperatura aerului interior; c) temperatura tavanului poate fi cu cel mult 5,5°C mai scăzută decât temperatura aerului interior; d) temperatura suprafeţei pardoselii poate fi cu cel mult 2,5°C mai scăzută decât temperatura aerului interior.

52

3.2 CLIMATUL EXTERIOR Starea atmosferei într-un punct şi pentru o perioada scurtă de timp poate fi exprimată cu ajutorul câtorva mărimi fizice: temperatura şi umiditatea aerului, cantitatea de precipitaţii, viteza vântului şi presiunea atmosferică, denumite elementele meteorologice principale ale climei, la care se mai adaugă starea de electrizare a atmosferei, radio activitatea, compoziţia chimică, conţinutul de bacterii, suspensiile, etc. Elementele meteorologice variază în timp sub influenţa factorilor climatici: radiaţia solară, natura terenului, relieful, vegetaţia, circulaţia generală a aerului, altitudinea, apropierea mării. Temperatura aerului prezintă variaţii periodice (diurne şi anuale) şi neperiodice (accidentale): - Variaţia diurnă este rezultatul schimbului de căldură între suprafaţa terestră şi atmosferă. Ziua, scoarţa se încălzeşte datorită fluxului de energie adusă de radiaţia solară, iar noaptea se răceşte din cauza pierderilor cauzate de radiaţia nocturnă. Dacă nu se produc curenţi de aer rece sau cald adus de vânt, vremea se menţine neschimbată, iar temperatura aerului în interval de 24 ore prezintă o variaţie sinusoidală. In aceste condiţii (vremea neschimbată) amplitudinea variaţiei diurne a temperaturii aerului este mai mare vara (10…15°C), decât iarna (3…5°C).- Variaţia anuală depinde de o serie de factori între care insolaţie, radiaţia scoarţei terestre, latitudinea geografică, natura suprafeţei terestre, nebulozitatea, regimul precipitaţiilor, etc. Amplitudinea variaţiilor anuale este mai mare în interiorul continentului şi mai mică în apropierea mării. - Variaţiile neperiodice sunt cauzate de pătrunderea unor mase de aer polar sau tropical, precipitaţii, vânt, nebulozitate etc. Durata obişnuită a unor astfel de variaţii este de una până la patru zile, adică timpul necesar pentru modificarea câmpului baric continental. In cadrul higrotermicii construcţiilor, condiţiile climatice locale se consideră prin intermediul parametrilor climatici exteriori. Elementele exterioare de construcţie (faţade, acoperişuri) se află sub influenţa directă a condiţiilor climatice care depind, în primul rând de amplasament. Pentru evaluarea performantelor higrotermice ale acestor elemente, se utilizează valori convenţionale ale parametrilor climatici privind : - temperatura convenţională pentru perioada de iarnă; - temperatura convenţională pentru perioada de vară; - intensitatea radiaţiei; - temperatura echivalentă ţinând seama de schimbul de căldură prin radiaţie între construcţie şi mediul înconjurător. Separat de aceasta, la calculul energiei necesare pentru satisfacerea condiţiilor de igienă şi confort pe o durata lungă se foloseşte numărul de grade-zile sau grade-ore, stabilit de asemenea în funcţie de amplasament, dar ţinând seamă şi de temperatura interioară din clădire. 3.2.1. Zonarea climatică a teritoriului în perioada de iarnă Temperatura convenţională de calcul pentru perioada de iarnă (Te) are la bază studii statistice şi reprezintă un nivel de temperatură care nu

53

este depăşit în sens negativ un timp mai îndelungat decât un număr de zile stabilit prin convenţie. Temperatura convenţională (Te) este o valoare reprezentativă, utilă pentru stabilirea: - puterii necesare a instalaţiei de încălzire; - majorităţii performanţelor higrotermice ale elementelor de construcţie aparţinând anvelopei exterioare (distribuţii de temperatură etc.). Teritoriul ţării a fost împărţit în patru zone unde se disting următoarele temperaturi convenţionale : -12°C, -15°C, -18°C şi -21°C. Trebuie observat că temperaturi mai coborâte apar destul de frecvent iarna şi că termometrul coboară, foarte rar chiar până sub -40°C. Pentru perioade, relativ scurte, se admite o reducere a gradului de confort, prelungirea de funcţionare a surselor intermitente de încălzire, aplicarea unor măsuri temporare de protecţie la geamuri şi uşi etc. 3.2.2 Zonarea climatică a teritoriului în perioada de vară Pentru verificarea higrotermică a construcţiilor, în perioada de vară se consideră două mărimi: - temperatura aerului exterior (Te) la umbră la ora 14 şi în luna cea mai călduroasă; - temperatura convenţională de calcul pentru perioada, de vară (Te,conv) prin care se ţine seamă şi de efectul radiaţiei solare asupra elementului de construcţie. Teritoriul României este împărţit în trei zone climatice cu temperaturi convenţionale de calcul de vară Te între 22°C…28°C. Aceasta este considerată temperatura la umbră.

54

Fig. 3.1 Zonarea teritoriului pentru perioada de iarnă

Fig.3.2 Zonarea teritoriului pentru perioada de vară

55

3.2.3 Grade-zile Numărul de grade-ore sau grade-zile N pentru încălzire s-a determinat pe baza unui tip de curbe denumite ierni medii convenţionale, delimitate de durata medie a temperaturilor aerului exterior, clasate după mărime, frecvenţă şi durată, pe o perioadă de 20—25 ani. Numărul de grade-ore sau grade-zile, specific unei localităţi este dat de suprafaţa cuprinsă între curba iernii medii convenţionale, temperatura exterioară şi temperatura interioară de 20°C, pentru durata medie anuală a temperaturii corespunzătoare temperaturii exterioare de 10°C. Numărul de grade-zile (N) reprezintă suprafaţa expusă între curba de variaţie a temperaturii medii exterioare (Te) şi temperatura interioară medie (Ti) a încăperii (clădirii) încălzite, reprezentată de o dreaptă (fig. 3.3).

Fig. 3.3 Schemă de calcul a numărului de grade-zile, Teo - temperatura exterioară la care încetează distribuirea căldurii

Numărul de grade-ore se obţine prin înmulţire cu 24. Numărul de grade-ore, considerând numai 3 zone climatice şi temperatura interioară de 20°C, are următoarele valori: - zona l 66580 grade-ore - zona II 81360 grade-ore - zona III 95330 grade-ore Numărul de grade-ore sau de grade-zile N este folosit la calculul consumului de combustibil în perioada de încălzire a construcţiilor. 3.2.4 Alte condiţii climatice Pentru calculul higrotermic al construcţiilor mai sunt necesare date referitoare la umiditatea aerului exterior, cantitatea de precipitaţii şi viteza vântului. 3.2.4.1 Umiditatea relativă de calcul a aerului exterior Umiditatea de calcul a aerului exterior în timpul iernii este de 85% iar cea de vară este de 70%, indiferent de zona climatică privind temperatura

56

aerului exterior. Umiditatea relativă a aerului exterior serveşte de asemenea la calculul la difuziunea vaporilor a elementelor exterioare de construcţie. 3.2.4.2 Viteza de calcul a aerului exterior Viteza de calcul a aerului exterior pe perioada de iarnă se consideră egală cu viteza medie a vântului pe direcţia dominantă în luna ianuarie, a cărui frecvenţă reprezintă cel puţin 16%. Viteza de calcul a vântului se stabileşte pentru fiecare localitate din ţară şi pentru clădiri cu înălţimea maximă de 15,00 m. Pentru clădiri cu înălţimea de 15,00—30,00 m această valoare se majorează cu 15%, iar pentru clădiri cu înălţimea de 31 00—50,00 m respectiv cu 40%. Viteza de calcul a aerului exterior serveşte la calculul permeabilităţii la aer a elementelor exterioare de construcţii şi a elementelor exterioare ventilate.

Fig. 3.4 Direcţii dominante ale vântului pe teritoriul României

57

CAP.4 CALCUL PARAMETRILOR DE PERFORMANŢĂ TERMICĂ A ANVELOPEI CLĂDIRILOR 4.1 ELEMENTELE SUPRATERANE ALE ANVELOPEI 4.1.1 Temperaturi interioare convenţionale de calcul 4.1.1.1 Temperaturile interioare ale încăperilor încălzite (Ti) Temperaturile interioare convenţionale de calcul ale încăperilor încălzite, se consideră astfel: - Dacă într-o clădire încăperile au temperaturi de calcul diferite, dar există o temperatură predominantă, în calcule se consideră această temperatură; (clădiri de locuit Ti = +20°C). - Dacă nu există o temperatură predominantă, temperatura interioară convenţională de calcul se poate considera temperatura medie ponderată a tuturor încăperilor încălzite: Ti = (∑Tij Aj) / ∑Aj

în care: Aj aria încăperii j având temperatura interioară Tij 4.1.1.2 Temperaturile interioare ale spaţiilor neîncălzite (Tu) Temperaturile interioare ale spaţiilor şi încăperilor neîncălzite se determină exclusiv pe bază de bilanţ termic, în funcţie de temperaturile de calcul ale încăperilor adiacente, de ariile elementelor de construcţie care delimitează spaţiul neîncălzit, precum şi de rezistenţele termice ale acestor elemente. Tot pe bază de bilanţ termic se vor determina temperaturile Tu din rosturile închise, podurile şi etajele tehnice, precum şi cele din balcoanele şi loggiile închise cu tâmplărie exterioară. Pentru determinarea temperaturii convenţionale de calcul dintr-un spaţiu neîncălzit de tip cămară sau debara, se face un calcul de bilanţ termic, utilizându-se relaţia generală : Tu = [∑(Tj Lj) + 0,34 V ∑(nj Tj)] / (∑Lj + 0,34 V ∑ nj) în care : Lj coeficienţii de cuplaj termic aferenţi tuturor elementelor de construcţie orizontale şi verticale care delimitează spaţiul neîncălzit de mediile adiacente: aer exterior sau încăperi încălzite, în [W/K]; Tj temperaturile mediilor adiacente: aer exterior (Te) sau încăpere încălzită (Ti), în [°C]; V volumul interior al spaţiului neîncălzit [m3]; nj numărul de schimburi de aer datorită permeabilităţii la aer a elementului j, în [h-1]. 4.1.2 Temperaturi exterioare Temperaturile exterioare utilizate la calculul performanţelor termice ale elementelor de construcţie perimetrale care alcătuiesc anvelopa clădirii sunt

58

temperaturile exterioare de calcul stabilite în funcţie de zona climatică de calcul pentru perioada de iarnă, conform CAP.3. 4.1.3. Rezistenţe termice specifice ale elementelor de construcţie opace 4.1.3.1 Rezistenţa specifică a unui strat omogen Rezistenţa specifică a unui strat omogen al elementului de construcţie se determină cu relaţia : Rs = d/λ [m2k/W] în care : d grosimea de calcul a stratului; λ coeficientul de conductivitate termică a materialului. 4.1.3.2 Rezistenţa termică a unui strat cvasiomogen Rezistenţa termică a unui strat cvasiomogen (alcătuit din materiale cu conductivităţi termice diferite, ex. zidăria) se stabileşte utilizând în locul conductivităţii termice λ, valoarea conductivităţii echivalente λech. Conductivitatea echivalentă se calculează cu relaţia : λech = ∑( λj Aj) / ∑Aj [W/mK] în care : λj – conductivităţile termice ale materialelor componente; Aj – ariile materialelor componente din cadrul stratului cvasiomogen măsurate în planul stratului. 4.1.3.3 Rezistenţe la transfer termic superficial Rsi şi Rse

Rezistenţele la transfer termic superficial se consideră în calcule în funcţie de direcţia şi sensul fluxului termic; Rsi = 1/hi şi Rse = 1/he

Valorile rezistenţelor termice superficiale interioare din tab. 4.1 sunt valabile pentru suprafeţele interioare obişnuite, netratate (cu un coeficient de emisie ε = 0,9); valorile din tabel au fost determinate pentru o temperatură interioară de + 20 °C. Valoarea rezistenţei termice superficiale exterioare din tabel corespunde următoarelor condiţii: - suprafaţa exterioară netratată, cu un coeficient de emisie ε = 0,9 ; - temperatura exterioară Te = 0 °C; - viteza vântului adiacent suprafeţei exterioare v = 4 m/s. Pentru alte viteze ale vântului rezistenţa termică superficială exterioară se poate considera orientativ astfel:

59

v Rse

[m/s] [m2 K/W] 1 0,08 2 0,06 3 0,05 4 0,04 5 0,04 7 0,03 10 0,02 Tab.4.1 Coeficienţi de transfer termic superficial hi şi he [W/(m2 K] şi rezistenţe termice superficiale Rsi şi Rse [m2 K/W]

Elemente de construcţie în contact cu: • exteriorul • pasaje deschise (ganguri)

Elemente de construcţie în contact cu spaţii ventilate neîncălzite: • subsoluri şi pivniţe • poduri • balcoane şi loggii închise • rosturi închise • alte încăperi neîncălzite

DIRECŢIA ŞI SENSUL FLUXULUI TERMIC

hi/Rsi he/Rse hi/Rsi he/Rse

i ► e,u 8/0,125 24*/0,042 8/0,125 12/0,084

e,u ▲ i

8/0,125 24*/0,042 8/0,125 12/0,084

i ▼ e,u

6/0,167 24*/0,042 6/0,167 12/0,084

*Pentru condiţii de vară : he = 12 W/(m2 K), Rse= 0,084 m2 K/W 4.1.3.4 Rezistenţe termice ale straturilor de aer neventilat Rezistenţele termice ale straturilor de aer neventilat (Ra) se consideră, în funcţie de direcţia şi sensul fluxului termic şi de grosimea stratului de aer, pentru toate elementele de construcţie, cu excepţia elementelor de construcţie vitrate.

60

Tab.4.2 Rezistenţele termice ale straturilor de aer neventilate Ra [m2K/W]

Direcţia şi sensul fluxului termic Orizontal Vertical

Grosimea stratului de aer (mm)

ascendent descendent 0 0,00 0,00 0,00 5 0,11 0,11 0,11 7 0,13 0,13 0,13 10 0,15 0,15 0,15 15 0,17 0,16 0,17 25 0,18 0,16 0,19 50 0,18 0,16 0,21 100 0,18 0,16 0,22 300 0,18 0,16 0,23

4.1.3.5 Calculul rezistenţei termice şi a transmitanţei termice totale, unidirecţionale a elementelor de construcţie opace Rezistenţa termică totală, unidirecţională a unui element de construcţie alcătuit din unul sau mai multe straturi din materiale omogene, fără punţi termice, inclusiv din eventuale straturi de aer neventilat, dispuse perpendicular pe direcţia fluxului termic, se calculează cu relaţia : R= Rsi + ∑Rj + ∑Ra + Rse [m2 K/W] Relaţia se utilizează şi pentru determinarea rezistenţei termice în câmp curent, a elementelor de construcţie neomogene (cu punţi termice). La elementele de construcţie cu straturi de grosime variabilă (de exemplu la planşeele de la terase), rezistenţele termice se pot determina pe baza grosimilor medii ale acestor straturi, aferente suprafeţelor care se calculează. Transmitanţa termică/coeficientul unidirecţional de transmisie termică prin suprafaţă se determină cu relaţia: U = 1/R [W/(m2 K)] 4.1.3.6 Calculul rezistenţei termice şi a transmitanţei termice - corectate cu efectul punţilor termice, a elementelor de construcţie opace Punţile termice la elementele de construcţie care alcătuiesc anvelopa clădirii determină o modificare a fluxurilor termice şi a temperaturilor superficiale în comparaţie cu cele corespunzătoare unei structuri fără punţi termice. Aceste fluxuri termice şi temperaturi pot fi determinate cu un grad suficient de exactitate prin calcul unidirecţional în câmp curent. Rezistenţa termică corectată R’ şi respectiv coeficientul de transfer termic corectat (transmitanţa termică) U’ se calculează cu relaţia: U’ = 1/R’ = 1/R + ∑(Ψ l)/A + ∑χ /A [W/m2K]

61

în care: R rezistenţa termică specifică unidirecţională aferentă ariei A; l lungimea punţilor liniare de acelaşi fel din cadrul suprafeţei A. Rezistenţa termică corectată se mai poate exprima prin relaţia: R’ = r R în care: r coeficient de reducere a rezistenţei termice unidirecţionale r = 1/ [1+ R(∑Ψ l + ∑χ)/A] Transmitanţele termice liniare Ψ şi punctuale χ aduc o corecţie a calcului unidirecţional, ţinând seama atât de prezenţa punţilor termice constructive, cât şi de comportarea reală, bidimensională, respectiv tridimensională, a fluxului termic, în zonele de neomogenitate a elementelor de construcţie. Punţile termice punctuale rezultate la intersecţia unor punţi termice liniare, de regulă, se neglijează în calcule. Transmitanţele termice liniare Ψ şi punctuale χ nu diferă în funcţie de zonele climatice; ele se determină pe baza calculului numeric automat al câmpurilor de temperaturi. Pentru detalii uzuale se pot folosi valorile precalculate din tabelele cuprinse în Cataloage cu valori precalculate ale transmitanţelor termice liniare şi punctuale. 4.1.3.7 Rezistenţa termică specifică medie Rezistenţa termică specifică medie a unui element de construcţie se calculează cu relaţia: R’m = 1/U’m = ∑Aj / ∑ (Aj U’j) [m2K/W] în care: U’j coeficienţii de transfer termic corectat aferenţi suprafeţelor Aj 4.1.3.8 Coeficientul de cuplaj termic L Coeficientul de cuplaj termic l aferent unui element de construcţie se calculează cu relaţia: Lj = Aj U’j = Aj/R’j [W/K] în care: Indicele j se poate referi la o suprafaţă a elementului de construcţie, la o încăpere, la un nivel sau la ansamblul clădirii. 4.1.4 Transmitanţa termică a elementelor vitrate (ferestre şi uşi) Transmitanţa termică a elementelor vitrate se poate calcula, fie utilizând o metoda simplificată, fie o metodă numerică bidimensională. Transmitanţa termică a unui element vitrat simplu (fereastră, uşă cu sau fără panou opac – fig.4.1 ) se calculează cu relaţia:

62

Uw = (Ag Ug + Af Uf + Ap Up + Ig Ψg + Ip Ψp) / (Ag + Af + Ap) în care: Ug este transmitanţa termică a vitrajului, în W/(m2 K); Uf este transmitanţa termică a ramei, în W/(m2 K); Up este transmitanţa termică a panoului opac (dacă este cazul), în W/(m2K); Ag este aria vitrajului, în m; Af este aria ramei, în m2; Ap este aria panoului opac (dacă este cazul) în m2; lg este perimetrul vitrajului, în m; lp este perimetrul panoului opac (dacă este cazul), în m; Ψg este transmitanţa termică liniară datorată efectelor termice combinate ale vitrajului, distanţierului şi ramei (pentru vitraj simplu Ψg =0); în W/(mK); Ψp este transmitanţa termică liniară pentru panoul opac (dacă este cazul), în W/(mK) (Ψp ≠ 0 dacă panoul opac are la margine o punte termică datorită unui distanţier mai puţin izolat, astfel (Ψp = 0).

Fig. 4.1 Fereastră simplă 1- toc; 2 - cercevea; 3 - vitraj simplu 4.2 ELEMENTELE SUBTERANE ALE ANVELOPEI 4.2.1 Calculul parametrilor de performanţă termică a elementelor de anvelopă aflate în contact cu solul Izolarea termică a elementelor de construcţie în contact cu solul, care delimitează încăperile încălzite, se realizează în vederea asigurării climatului interior impus de cerinţele igienico-sanitare la clădirile de locuit şi social - culturale, de condiţiile necesare desfăşurării muncii şi procesului tehnologic la clădirile industriale, precum şi pentru reducerea, consumului de energie şi combustibil în exploatare. Elementele de construcţie în contact cu solul, sunt următoarele: - plăcile pe sol, amplasate la nivelul terenului sistematizat sau peste acest nivel, pe umplutură; - plăcile de la partea inferioară a subsolurilor şi a altor spaţii subterane; - pereţii de pe conturul exterior al subsolurilor parţial îngropate în pământ şi al demisolurilor; - pereţii de pe conturul exterior al subsolurilor şi al altor spaţii subterane, complet îngropate;

63

- plăcile de la partea superioară a spaţiilor subterane acoperite cu pământ; - pereţii de pe conturul exterior al subsolurilor parţiale. Calculul se aplică tuturor elementelor de construcţie, sau unor părţi din acestea, amplasate sub un plan orizontal care trece prin pereţii de pe conturul clădirii, situat: - pentru plăcile pe sol - la nivelul superior al pardoselii de la parter; - pentru pereţii de pe conturul interior al subsolurilor parţiale - la nivelul planşeului de peste subsol; - pentru celelalte elemente - la nivelul terenului sistematizat din exteriorul clădirii. Metodologia de calcul prevede determinarea: Rezistenţele termice specifice corectate ale elementelor de construcţie în contact cu solul, cu luarea în considerare a influenţei punţilor termice şi a aportului pământului, permiţând : - compararea acestor valori, calculate pentru fiecare încăpere în parte, cu rezistenţele termice minime necesare din considerente igienico-sanitare; - compararea acestor valori, calculate pentru ansamblul clădirii, cu rezistenţele termice minime normate, în scopul economisirii energiei în exploatare; - determinarea coeficientului global de izolare termică, în scopul stabilirii nivelului de performanţă termotehnică de ansamblu a clădirii şi a comparării cu valoarea normată, stabilită în vederea limitării consumului de energie pentru încălzirea clădirilor; - utilizarea rezistenţelor termice specifice corectate şi a coeficienţilor liniari de transfer termic la calculul necesarului de căldură, în vederea proiectării instalaţiilor de încălzire. Temperaturile pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie în contact cu solul, permiţând: - verificarea riscului de condens superficial, prin compararea temperaturilor minime cu temperatura punctului de rouă; - verificarea condiţiilor de confort interior, prin asigurarea indicilor globali de confort termic PMV şi PPD, în funcţie de temperaturile medii de pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale. 4.2.1.1 Caracteristicile termotehnice ale pământului Caracteristicile termotehnice ale pământului depind de o serie de factori şi în primul rând de natura minerală şi de mărimea particulelor, de porozitatea şi de densitatea aparentă, de umiditatea şi de gradul de saturaţie, precum şi de starea pământului în raport cu fenomenul de îngheţ. Caracteristicile termotehnice ale pământului variază în limite foarte mari, în funcţie de loc (amplasamentul şi adâncimea faţă de CTS) şi de timp (conţinutul de umiditate şi starea faţă de fenomenul de îngheţ). Conductivitatea termică de calcul: - până la adâncimea de 3,0 m de la CTS λp = 2,0 W/(mK) - sub adâncimea de 3,0 m de la CTS λp = 4,0 W/(mK)

64

- Capacitatea calorică masică cp =1110 J/(kgK) - Densitatea aparentă în stare uscată ρ =1800 kg/m3 - Capacitatea calorică volumică ρ cp = 2,0-106 Ws/(m3 K) 4.2.1.2 Temperaturile exterioare (Te) Se consideră temperaturile exterioare convenţionale de calcul în funcţie de zonele climatice. 4.2.1.3 Temperaturile în pământ (Tp) La cota stratului invariabil (CSI), considerată la adâncimea de 7,0 m de la CTS, temperatura este constantă tot timpul anului şi are valorile din tab.4.3, în funcţie de zona climatică. Tab. 4.3 Temperaturi convenţionale de calcul

zona climatică Caracteristica UM

I II III IV Temperatura exterioară Te -12 -15 -18 -21 Temperatura pământului la CSI (la adâncimea de 7 m de la CTS) Tp °C +11 +10 +9 +8

Adâncimea (măsurată de la CTS) la care T = 0°C m 2,56 2,96 3,60 4,19

la CTS - °C -11,6 -14,6 -17,6 -20,5 Temperatura rezultată (Rp =2,54m2 K/W) la 3 m de

la CTS - +2,0 +0,2 -1,6 -3,4

4.2.1.4 Temperaturile interioare ale încăperilor încălzite (Ti) - Dacă încăperile au temperaturi de calcul diferite, dar există o temperatură predominantă, în calcule se consideră aceasta temperatură; (clădiri de locuit Ti = + 20 °C). - Dacă nu există o temperatură predominantă, temperatura interioară de calcul se consideră temperatura medie ponderată a tuturor încăperilor de la acelaşi nivel: Ti = ∑Tij Aj / ∑Aj

în care : Aj = aria încăperii "j", având temperatura interioară Tij. 4.2.1.5 Temperaturile interioare ale spaţiilor neîncălzite (Tu) Temperaturile interioare ale spaţiilor neîncălzite (încăperi supraterane sau subsoluri) se determină pe bază de bilanţ termic, în funcţie de temperaturile de calcul ale încăperilor şi spaţiilor adiacente. 4.2.1.6 Rezistenţele termice superficiale La calculele termotehnice ale elementelor de construcţie în contact cu solul se vor utiliza următoarele rezistenţe termice superficiale: - Suprafeţe exterioare orizontale (la nivelul CTS) sau verticale: Rse = 1/αe = 1/24 m2 K/W

65

- Suprafeţe verticale, în spaţii încălzite: Rsi = 1/αi = 1/8 = 0,125 m2 K/W - Suprafeţe orizontale, în spaţii încălzite, la fluxul termic de sus în jos : Rsi = 1/αi = 1/6 = 0,167 m2 K/W - Idem, la fluxul termic de jos în sus : Rsi = 1/αi = 1/8 = 0,125 m2 K/W - Suprafeţe orizontale sau verticale, în spaţii neîncălzite, ventilate : Rsi = Rse = 1/αi = 1/12= 0,084 m2 K/W - Suprafeţe verticale, în contact cu pământul sau suprafaţă orizontală în pământ, la CSI: Rsi = Rse =0 4.2.1.7 Placa pe sol Placa pe sol este un planşeu cu o alcătuire constructivă specifică, care reazemă direct pe pământ, la nivelul CTS sau peste acest nivel. In alcătuirea plăcii pe sol intra toate straturile cuprinse între cota superioară a pardoselii (±0,00) şi cota superioară a pământului natural sau a pământului de umplutură (pe grosimea f). Placa pe sol include o placă de beton armat, straturile pardoselii, straturile termoizolante dispuse peste sau sub placă, hidroizolaţia orizontală şi eventualul strat de pietriş de sub placă.

Fig. 4.2 Placa pe sol peste nivelul CTS f - suma grosimii straturilor până la cota superioară a pământului natural sau a umpluturii; (z-f) - grosimea umpluturii când z>f Relaţiile de calcul de mai jos sunt valabile pentru încăperile încălzite amplasate peste CTS, având 0,20 m ≤ z ≤ 1,50 m.

66

4.2.1.7.1 Rezistenţa termică specifică corectată a plăcii pe sol R'1 şi respectiv coeficientul de transfer termic U'1 = 1/R'1 se determină cu relaţia: U’1 = 1/R’1 = (ATp / R1 ΔT) + [∑ (ψ1 l)] / A W/(m2 K) în care: A aria încăperii sau a întregului parter (m2); l lungimea conturului exterior al clădirii, aferent suprafeţei cu aria A (m); R1 rezistenţa termică specifică unidirecţională a tuturor straturilor cuprinse între cota ± 0,00 şi cota stratului invariabil CSI, (m2 K/W); ψ1 coeficientul liniar de transfer termic aferent conturului exterior al clădirii (W/mK). 4.2.1.7.2 Rezistenţa termică specifică unidirecţională a plăcii pe sol R1 se calculează cu relaţia: R1 = 1/6 + (dp1+z-f)/λp1 + dp2/ λp2 + ∑d/λ [m2 K/W] în care: f = ∑d dp1, dp2, λp1, λp1, conform fig.4.2 Coeficienţii liniari de transfer termic Ψ1 se determină, de regulă, pentru situaţiile curente şi uzuale, din tabele.

4.2.1.8 Subsol parţial îngropat In alcătuirea peretelui şi plăcii subsolului încălzit se cuprind toate straturile din grosimile g şi respectiv f. Relaţiile de mai jos sunt valabile pentru spaţiile încălzite amplasate parţial sub CTS : - demisoluri având z ≥ 0,20 m - subsoluri având z ≤ 2,50 m

67

Fig. 4.3 Subsol parţial îngropat g - suma grosimilor tuturor straturilor peretelui; f - suma grosimilor tuturor straturilor planşeului până la cota superioară a pământului natural 4.2.1.8.1 Rezistenţa termică specifică corectată a pereţilor subsolului R'3 se referă exclusiv la porţiunea subterană a acestora, pe înălţimea z, între CTS şi cota superioară a pardoselii de la subsol; pentru zonele de pereţi exteriori ai subsolului de peste CTS, se aplică relaţiile de calcul folosite la pereţii exteriori curenţi. Pentru situaţiile curente, rezistenţa termică specifică corectată R'3 se determină prin dubla interpolare sau extrapolare a valorilor din tabele, în funcţie de înălţimea h şi de rezistenţele termice specifice unidirecţionale R2 şi R3 . 4.2.1.8.2 Rezistenţa termică specifică unidirecţională a pereţilor R3 se calculează cu relaţia: R3 = 1/8 + ∑d/λ [m2 K/W] g = ∑d 4.2.1.8.3 Rezistenţa termică specifică corectată a plăcii subsolului R’2 respectiv coeficientul de transfer termic U’2 se determină cu relaţia: U’2 = 1/R’2 = ΔTp / (R2 ΔT) + ∑(Ψ2 l)/A [W/m2K] în care: A aria încăperii sau a întregului subsol încălzit [m2 ]; l lungimea conturului exterior al subsolului, aferent suprafeţei cu aria A [m]; R2 rezistenţa termică specifică unidirecţională a tuturor straturilor cuprinse între cota pardoselii de la subsol şi cota stratului invariabil, CSI [m2 K/W];

68

Ψ2 coeficientul liniar de transfer termic aferent conturului exterior al subsolului [W/mK]. 4.2.1.8.4 Rezistenţa termică specifică unidirecţională R2 se calculează cu relaţia: R2 = 1/6 + (dp1-z-f)/λp1 + dp2/ λp2 + ∑(d/λ) [m2 K/W] în care: f = ∑d dp1, λp1 , dp2, λp2 – conform fig.4.3 Coeficienţii liniari de transfer termic ψ2 se determină, de regulă, pentru situaţiile curente şi uzuale, din tabel, prin dubla interpolare sau extrapolare în funcţie de înălţimea h şi de rezistentele termice R2 şi R3. Pentru determinarea rezistenţei termice specifice corectate R’m aferente pereţilor exteriori ai subsolurilor în întregime (partea subterană + partea supraterană) se utilizează relaţia: R'm = (A0 + A3)/ (A0 U’0 + A3 U’3) [m2 K/W] în care indicele o se referă la zona supraterană iar indicele 3 - la zona subterană a pereţilor subsolului. 4.2.1.9 Determinarea temperaturilor pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie în contact cu solul 4.2.1.9.1 Temperatura pe suprafaţa pardoselii la plăcile pe sol ale încăperilor încălzite, în câmp curent, se determină cu relaţia: Tsi = Ti – (Ti – Te)/ αi R1 [°C] în care: αi = 6 [W/(m2 K] R1 rezistenţa termică unidirecţională a plăcii, inclusiv aportul pământului. 4.2.1.9.2 Temperatura pe suprafaţa tavanului la spaţiile subterane încălzite, complet îngropate, în câmp curent, se determină cu relaţia: Tsi = Ti – (Ti – Te)/ αi R5 [°C] în care: αi = 8 W/m2 K R5 rezistenţa termică unidirecţională a plăcii superioare, inclusiv aportul pământului. 4.2.1.9.3 Temperaturile minime de pe suprafaţa interioară (Tsi min) a elementelor de construcţii în contact cu solul, rezultate din calculul câmpului plan de temperaturi, se iau din table, prin interpolare.

69

Valorile din tabele sunt valabile pentru zona II climatică şi pentru o temperatură interioară Ti = + 20 0C. Pentru alte condiţii de temperatură (T'c şi T’i), temperatura minimă (T'si min) se poate determina cu relaţia: T'si min = T’i – (T’i- T’e)(Ti-Tsi min) / (Ti – Te) în care: Ti = +20 °C Te = -15 °C 4.2.1.9.4 Temperatura superficială medie, aferentă unui element de construcţie în contact cu solul, se poate determina cu relaţia: Tsi m = Ti – (Ti – Te)/αi R’ în care: αi = 6 sau 8 W/m2 K, R' rezistenţa termică specifică corectată. 4.2.1.10 Valori normate ale parametrilor Rezistenţa termică minimă, necesară din considerente igienico-sanitare se calculează cu relaţia: R'nec = (Ti – Te)/αi ΔTi max m2 K/W în care: ΔTi max este diferenţa maximă de temperatură admisă între temperatura interioară şi temperatura medie a suprafeţei interioare : ΔTi max = (Ti – Tsi m) Rezistenţele termice specifice corectate R' ale tuturor elementelor de construcţie în contact cu solul, calculate pentru fiecare încăpere în parte, trebuie să fie mai mari decât rezistenţele termice minime necesare: R' ≥ R 'nec [m2 K/W] In scopul reducerii consumului de energie în exploatare, rezistenţa termică corectată, medie pe clădire, a fiecărui element de construcţie în contact cu solul, trebuie să fie mai mare decât rezistenţa termică minimă prescrisă în actele normative în vigoare. Trebuie să fie îndeplinită, condiţia; R'm ≥ R'min [m2 K/W] Temperaturile de pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie în contact cu solul, atât în câmp curent şi în dreptul punţilor termice, cât şi la intersecţii şi colţuri trebuie să fie mai mari decât temperatura punctului de rouă θr: Tsi ; Tsi min ; Tsi colţ ≥ θr Temperatura punctului de rouă se determină în funcţie de temperatura interioară de calcul Ti şi de umiditatea relativă a aerului interior φi .

70

Cu ajutorul temperaturilor superficiale medii aferente elementelor de construcţie în contact cu solul, se pot calcula şi verifica indicii globali de confort termic PMV şi PPD, precum şi indicatorii specifici disconfortului local: temperatura suprafeţei pardoselii, variaţia pe verticală a temperaturii aerului şi asimetria temperaturii radiante. Tab. 4.4 Valori normate ΔTi max

ΔTi max Pereţi Pardoseală pe:Grupa

clădirii Destinaţia clădirilor φi % sub

CTS peste CTS

Tavan A B C

I

- Clădiri de locuit, cămine, internate - Spitale, policlinici, ş.a. - Creşe, grădiniţe - Şcoli, licee, ş.a.

60 3,5 4,0 3,0 2,5 2,0 1,5

II - Alte clădiri social-culturale cu regim normal de umiditate

50 4,0 4,5 3,5 3,0 2,5 2,0

III

- Clădiri sociale cu regim ridicai de umiditate - Clădiri de producţie cu regim normal de umiditate

60 5,0 6,0 4,5 3,5 3,0 2,5

IV

- Clădiri de producţie cu regim ridicat de umiditate*)

≤75 0,9ΔTr ΔTr 0,8 ΔTr 4,0 3,5 3,0

A PLACA PE SOL B PLANSEU PESTE SUBSOL REÎNCĂLZIT C PLACA INFERIOARĂ A SUBSOLULUI ÎNCĂLZIT *) ΔTr = Ti - θr 4.3 EVALUAREA COMPORTĂRII ELEMENTELOR ANVELOPEI LA FENOMENUL DE CONDENS SUPERFICIAL Comportarea elementelor de construcţie perimetrale la fenomenul de condens superficial este în funcţie de temperaturile superficiale (Tsi) şi de temperatura punctului de rouă (θr). Temperatura pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie perimetrale fără punţi termice sau în câmpul curent al elementelor de construcţie cu punţi termice, se determină cu relaţia: Tsi = Ti – τ(Ti-Te)/αi R [°c] în care: Ti temperatura interioară de calcul [°C]; Te temperatura exterioară de calcul [°C]; τ factorul de corecţie a temperaturilor exterioare [-]; αi coeficientul de transfer termic superficial, la interior [W/(m2 K)]; R rezistenţa termică specifică unidirecţională a elementului de construcţie, [m2 K/W].

71

In zona punţilor termice, temperaturile Tsi se determină printr-un calcul numeric automat al câmpului de temperaturi. Ca rezultat al calculului se pot reprezenta grafic temperaturi superficiale Tsi pe faţa interioară a elementului de construcţie şi evidenţiază valoarea minimă Tsi min. Parametrii de calcul folosiţi uzual pentru determinarea temperaturilor Tsi, sunt următorii: - temperatura exterioară de calcul, în funcţie de zonele climatice; - temperatura interioară de calcul: Ti = +20 °C; - temperatura în spaţiul adiacent mai puţin încălzit, determinată pe baza unui calcul de bilanţ termic; - coeficienţii de transfer termic superficial αi, şi αe.

Fig. 4.4 Reprezentarea grafică a temperaturilor superficiale la un colţ vertical ieşind 1 - beton armat monolit; 2 - zidărie din cărămizi GVP; 3 - tencuială din mortar din ciment + var; 4 - zonă cu risc de apariţie a condensului superficial In condiţiile unui regim de exploatare necorespunzător în ceea ce priveşte ventilarea încăperilor din clădirile de locuit existente şi asigurarea unei circulaţii normale a aerului interior, se recomandă să se adopte şi alte valori, mai dezavantajoase, pentru coeficienţii αi.

72

La limită se recomandă să se facă verificarea considerând: αi = 4 W/(m2 K) - în jumătatea superioară a încăperilor; αi = 3 W/(m2 K) - în jumătatea inferioară a încăperilor. Pentru a verifica riscul real de apariţie a condensului superficial, pe lângă calculele efectuate cu temperaturile normate Ti şi Te se pot face verificări suplimentare, î condiţiile unor temperaturi Ti şi Te, mai scăzute, corespunzătoare unei perioade cu zile mai reci sau/şi a unei funcţionări necorespunzătoare a instalaţiei de încălzire. Cele mai sensibile zone, în care riscul de apariţie a fenomenului de condens superficial este maxim, sunt următoarele: - colţurile verticale ieşinde ale pereţilor exteriori, formate la intersecţia a doi pereţi ortogonali: colţurile clădirii, a rezalidurilor, decroşurilor şi loggiilor; - colţurile orizontale, formate la intersecţia peretelui exterior cu planşeul de terasă sau de pod (la racordarea cu cornişa, aticul sau streaşina); - colţurile orizontale, formate la intersecţia peretelui exterior cu planşeul peste subsolul neîncălzit sau cu placa pe sol (la racordarea cu soclul clădirii); - intersecţia pereţilor exteriori cu plăcile continue de la balcoane şi loggii; - conturul ferestrelor şi uşilor de balcon, în special la partea superioară (la racordarea cu buiandrugii şi cu grinzile structurii de rezistenţă). Temperaturile superficiale Tsi, de pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale - atât în câmp curent, cât şi în zonele cu punţi termice - trebuie să fie mai mari decât temperatura punctului de rouă θr. Tsi ≥ θr [°C] Temperatura punctului de rouă se determină în funcţie de temperatura interioară convenţională de calcul Ti şi de umiditatea relativă a aerului interior φi. Pentru valorile normate la clădirile de locuit: Ti = + 20°C şi φi = 60%, rezultă θr = +12°C. In graficul din fig. 4.5 se dau umidităţile relative interioare la care apare condensul pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie perimetrale, în funcţie de temperaturile superficiale Tsi, în condiţiile unei temperaturi interioare Ti =20°C.

73

Fig. 4.5 - Umidităţile relative interioare φi la care apare condens superficial, în funcţie de Tsi (Ti = + 20°C) Prin calcule suplimentare se pot determina următoarele performanţe complementare: - temperatura exterioară Te minimă până la care nu apare condensul superficial, în condiţiile unei temperaturi interioare Ti = + 20°C şi a unei umidităţi relative a aerului interior φi = 60%; - temperatura interioară Ti minimă până la care nu apare condensul superficial, în condiţiile temperaturii exterioare normate Te, corespunzătoare zonei climatice în care este amplasată clădirea de locuit care se expertizează şi a umidităţii relative a aerului interior φi = 60%. In Tab. 4.5 se prezintă valorile rezistenţelor termice specifice unidirecţionale (R), la care, teoretic, apare condensul superficial pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie perimetrele adiacente mediului exterior, în câmp curent, în funcţie de umiditatea relativă a aerului interior φi, în condiţiile unei temperaturi interioare Ti = + 20 °C şi a unui coeficient de transfer termic superficial αi = 8 W/(m2 K).

74

Tab.4.5 Rezistenţele termice unidirecţionale la care apare condens superficial în câmp curent

R’ ZONA CLIMATICĂ φi

Ti –Tsi

I II III IV

% K m2 K/W 90 1,7 2,35 2,57 2,79 3,01 85 2,6 1,54 1,68 1,83 1,97 80 3,5 1,14 1,25 1,36 1,46 75 4,6 0,87 0,95 1,03 1,11 70 5,6 0,71 0,78 0,85 0,92 65 6,8 0,59 0,64 0,70 0,75 60 8,0 0,50 0,55 0,59 0,64 55 9,3 0,43 0,47 0,51 0,55 50 10,7 0,37 0,41 0,44 0,48 45 12,3 0,33 0,36 0,39 0,42 40 14,0 0,29 0,31 0,34 0,37

4.4 EVALUAREA COMPORTĂRII ELEMENTELOR ANVELOPEI LA DIFUZIA VAPORILOR DE APĂ Comportarea unui element de construcţie perimetral la difuzia vaporilor de apă este corespunzătoare dacă: - cantitatea de apă provenită din condensarea vaporilor în masa elementului de construcţie în perioada rece a anului (mw), este mai mică decât cantitatea de apă care se poate evapora în perioada caldă a anului (mv): mw ≤ mv [kg/m2] - creşterea umidităţii relative masice a materialelor care intră în alcătuirea elementului de construcţie (ΔW), la sfârşitul perioadei de condens interior, nu depăşeşte valoarea maximă admisibilă: ΔW = 100 mw/ρ dw ≤ ΔWadm [%] în care: ρ densitatea aparentă a materialului care s-a umezit prin condensare [kg/m3]; dw grosimea stratului de material în care se produce acumulare de apă [m]; ΔWadm valoarea ΔW maximă admisibilă. In calcule se consideră următorii parametrii normaţi aferenţi mediului exterior: - temperatura exterioară medie anuală: - zona I climatică Tem = + 10,5 °C; - zona II climatică Tem = + 9,5°C; - zona III climatică Tem = + 7,5 °C; - zona IV climatică Tem = + 6,5 °C;

75

- umiditatea relativă a aerului exterior: - media anuală φe = 80 %; - în perioada rece a anului φe = 85%; - în perioada de evaporare φe = 70%. Pentru mediul interior, se consideră următorii parametri normaţi : - temperatura interioară de calcul Ti = + 20°C; - umiditatea relativă a aerului interior φi = 60%. 4.5 EVALUAREA STABILITĂTII TERMICE A ELEMENTELOR ANVELOPEI ŞI A ÎNCĂPERILOR Verificarea stabilităţii termice a zonelor opace a elementelor de construcţie perimetrale, sub aspectul inerţiei lor termice, precum şi a stabilităţii termice a încăperilor din clădirile existente, se face în mod obligatoriu pentru elementele de construcţie cu o inerţie termică şi cu o greutate reduse, precum şi cele la care, s-a evidenţiat o comportare nefavorabilă în ceea ce priveşte stabilitatea termică. Stabilitatea termică se apreciază atât prin stabilitatea termică a încăperilor, cât şi prin stabilitatea termică a elementelor de închidere. Stabilitatea termică a încăperilor este influenţată de stabilitatea termică a elementelor de închidere, care la rândul ei, este influenţată direct de proprietăţile termofizice ale materialelor şi de ordinea de dispunere a straturilor în grosimea elementelor de construcţie. Stabilitatea termică se evaluează pe baza calculelor efectuate pentru încăperile cele mai defavorabile, pe timp de vară şi de iarnă, ca fiind reprezentative pentru încăperile de locuit din clădire. Clădirile de locuit se încadrează - din punctul de vedere al stabilităţii termice - în grupa de clădiri „b". Pentru această grupă de clădiri, exigenţele de stabilitate termică" se dau în Tab. 4.6. In situaţia în care toate condiţiile din Tab. 4.7 sunt simultan satisfăcute, nu mai este necesară verificarea la stabilitate termică, exigenţa de stabilitate termică considerându-se implicit îndeplinită. Verificarea prin calcul a stabilităţii termice a încăperilor este obligatorie : - dacă nu se realizează simultan nivelurile de performanţă m şi ν din Tab. 4.7; - dacă nu se realizează simultan toate nivelurile de performanţă ale elementelor de închidere din Tab. 4.6. O atenţie specială trebuie să se acorde verificării exigenţelor de stabilitate termică la elementele de închidere cu greutate redusă, de exemplu elementele de construcţie perimetrale ale mansardelor.

76

Tab.4.6 Exigenţele de stabilitate termică la clădirile de locuit

CRITERIUL DE PERFORMANŢĂ

ATi νT ε Ci CARACTERISTICA

°C - h - Stabilitatea termică a încăperilor de locuit pe timp de iama ≤ 1,0 - - - pe timp de vară ≤ 5,0 - - - Stabilitatea termică a elementelor de închidere pereţi între încăperi şi exterior ≥ 15 ≥9 ≥5

pereţi între încăperi şi spatii mai puţin încălzite (Ti +Tu)>10K ≥5 - ≥2

între încăperi şi exterior - ≥25 ≥ 11

≥6 la partea superioara a

încăperilor între încăperi şi podul neîncălzit - ≥ 10 ≥8

≥3

la partea inferioară a încăperilor

între încăperi şi exterior

- ≥30 ≥ 11 ≥7

P L A N Ş E E

între încăperi şi spaţii mai puţin încălzite (Ti +Tu)>10K - ≥5 -

≥2

Plăci pe sol (peste CTS) - ≥25 - ≥6 ATi amplitudinea de oscilaţie a temperaturii aerului interior; νT coeficientul de amortizare a amplitudinii oscilaţiilor temperaturii aerului exterior; ε coeficientul de defazare a oscilaţiilor temperaturii aerului exterior, pe timp de vară; Ci coeficientul de stabilitate termică a elementului de închidere, pe timp de iarnă. Tab. 4.7 Condiţiile în care nu este necesară verificarea la stabilitate termică

CRITERIUL DE PERFORMANŢĂ R D m v ELEMENTUL DE ÎNCHIDERE

m2 K/W - kg/m2 - între încăperi şi exterior ≥ 1,90 ≥ 3,0 >100 <0,35 P

E R E T I

între încăperi şi spaţii mai puţin încălzite2 (Ti +Tu)>10K

≥ 0,63 - - -

între încăperi şi exterior (terasă) ≥ 3,13 ≥ 3,5 >300 < 0,35 la partea superioară

a încăperilor între încăperi şi podul neîncălzit ≥ 1,26 ≥ 2,5 - -

la partea inferioară a încăperilor

între încăperi şi exterior

≥ 3,71 - - -

între încăperi şi spaţii mai puţin încălzite (Ti +Tu)>10K ≥ 0,63 - - -

intermediare - - >200 -

P L A N S E E

Plăci pe sol (peste CTS) ≥ 3,13 - - - R rezistenţa termică specifică unidirecţională (în câmp curent); D indicele inerţiei termice; m masa specifică a zonei opace, în câmp curent; ν gradul de vitrare = aria suprafeţei vitrate raportate la aria totală (suprafaţa vitrată + suprafaţa opacă).

77

4.6 CALCULUL INDICATORILOR GLOBALI PENTRU ANVELOPA CLĂDIRII 4.6.1 Rezistenţa termică corectată medie (R’m) a unui element de construcţie al anvelopei clădirii/transmitanţa termică corectată medie a unui element de construcţie al anvelopei clădirii, se calculează, cu relaţia : R'm = 1/U’m = ΣAj /Σ(Aj U’j) [m2 K/W] în care : U’j transmitanţe termice corectate [W/(m2 K)] aferente suprafeţelor Aj. Relaţia este valabilă şi pentru determinarea rezistenţelor termice medii ale unor elemente de construcţie alcătuite din două sau din mai multe zone cu alcătuire omogenă; în această situaţie în relaţie în loc de U’j se introduce transmitanţa termică unidirecţională Uj , obţinându-se rezistenţa termică medie Rm = 1/Um. 4.6.2 Rezistenţa termică corectată medie a anvelopei clădirii (RM) / transmitanţa termică medie a anvelopei clădirii (U’cladire) se calculează cu relaţia: R’M = 1/U’cladire = ΣAk / ΣAk U’k) [m2 K/W] 4.6.3 Fluxul termic Φ aferent unui element de construcţie se calculează cu relaţia generală : Φ = Lj Δθ [W] în cazul elementelor de construcţie care separă spaţiul interior încălzit de un spaţiu neîncălzit, în locul valorii Δθ =θi –θe se utilizează diferenţa de temperatură (θi –θu) în care θu reprezintă temperatura din spaţiul neîncălzit, determinată pe baza unui calcul de bilanţ termic. Pentru ansamblul mai multor elemente de construcţie, valorile Φ se pot însuma. 4.6.4 Evaluarea aporturilor solare datorate elementelor de construcţie vitrate Pentru evaluarea aporturilor solare datorate elementelor de construcţie vitrate se ia în considerare influenţa elementelor arhitecturale cu care se realizează sisteme solare pasive şi sistemele de protecţie solară, cu considerarea condiţiilor de amplasament al clădirilor. De asemenea, se ţine seama de efectele de umbrire date de vecinătăţile naturale şi construite etc. Aportul de căldură al radiaţiei solare (Qs) se consideră că se realizează numai prin suprafeţele vitrate (ferestre şi uşi exterioare, prevăzute cu geamuri). Nu se ţine seama de aportul de căldură al radiaţiei solare prin suprafeţele opace. Aportul de căldură utilă specific radiaţiei solare se calculează cu relaţia: Qs = 0,40 ΣIGj gi AFij/Au [kWh/m2 an]

78

în care: Qs cantitatea de căldură datorată radiaţiei solare, recepţionată de o clădire, pe durata sezonului de încălzire, pe un volum încălzit; IGj radiaţia solară corespunzătoare unei orientări cardinale "j" [kWh/m2 an]; gi factor de transmisie a energiei solare totale prin geamurile "i" ale tâmplăriei exterioare; AFij aria tâmplăriei exterioare prevăzută cu geamuri clare de tipul "i" şi dispusă după orientarea cardinală "j" [m2]; Au aria suprafeţei utile, încălzite — direct sau indirect — a clădirii, [m2]. Radiaţia solară disponibilă se determină cu relaţia: IGj = 24 D12 ITj /1000 [kWh/(m2an)] în care: D12 durata convenţională a perioadei de încălzire, corespunzătoare temperaturii exterioare care marchează începerea şi oprirea încălzirii θeo = +120C [zile]; ITj intensitatea radiaţiei solare totale, cu valori în funcţie de orientarea cardinală "j" şi de localitatea în care este amplasată clădirea [W/m2]. Duratele convenţionale ale perioadei de încălzire D12, valorile medii ale intensităţii radiaţiei solare totale (ITj), pe un plan vertical cu orientarea "j", precum şi pe un plan orizontal se vor considera utilizând valorile prevăzute în reglementările tehnice în vigoare. Pentru clădiri amplasate în localităţi care nu sunt cuprinse în tabele, valorile intensităţilor radiaţiei solare loiale IGj se pot determina prin medierea valorilor corespunzătoare pentru cele mai apropiate 3 localităţi. Suprafeţele având o înclinare faţă de orizontală, egală sau mai mare de 30° vor fi considerate suprafeţe verticale, iar cele cu o înclinare mai mică de 30° - suprafeţe orizontale. Orientarea "j" este definită de direcţia pe care o are o dreaptă perpendiculară pe suprafaţa geamului, în cadrul sectoarelor care delimitează, cu o abatere de ± 22,5°, direcţiile cardinale N, NE, E, SE, S, SV, V şi NV. In poziţiile limită dintre sectoare, se va considera valoarea cea mai mică dintre cele 2 valori ITj adiacente. Factorul de transmisie a energiei solare totale (gi) prin geamurile clare ale tâmplăriei exterioare se va considera astfel: - geamuri duble (2 geamuri simple, sau un geam termoizolant dublu) g = 0,75; - geamuri triple (3 geamuri simple, sau un geam simplu + un geam termoizolant dublu, sau un geam termoizolant triplu) g = 0,65 ; - geam termoizolant dublu, având o suprafaţă tratată cu un strat reflectant al razelor infraroşii g = 0,50; - geamuri triple (un geam simplu + un geam termoizolant dublu sau un geam termoizolant triplu), având o suprafaţă tratată cu un strat reflectant al razelor infraroşii g = 0,45 ; - geam termoizolant triplu, având 2 suprafeţe tratate cu straturi reflectante ale razelor infraroşii g = 0,40.

79

La tâmplăriile cu suprafeţele înclinate, în calcule se vor considera ariile lor nominale, măsurate în planul lor. La tâmplăriile exterioare la care aria liberă a geamurilor (Ag) este mai mică decât 60 % din aria tâmplăriei respective (AF), aria acesteia se va consideră în calcule: AF = 1,5 Ag [m2] Dacă aria tâmplăriei exterioare (AFj) este mai mare decât dublul ariei părţii opace (APj) a respectivului perete, aria tâmplăriei exterioare care se va considera în calcule, se va limita la valoarea: AFj = 2(AFj + APj)/3 [m2] Aportul de căldură solară Qs nu se va considera în calcule la determinarea necesarului anual de căldură la clădirile industriale de producţie încălzite la o temperatură interioară medie mai mică de 18°C (θi<18°C). 4.6.5 Evaluarea pierderilor de căldură cauzate de permeabilitatea la aer a anvelopei clădirii Pierderile termice cauzate de permeabilitatea la aer a anvelopei clădirii sunt exprimate prin coeficientul de pierderi termice datorate împrospătării aerului/prin ventilare, calculat cu relaţia: Hv = ρa ca V în care: Hv este coeficientul de pierderi termice datorate împrospătării aerului/prin ventilare, în W/K; ρa ca este capacitatea termică volumică; ρa ca = 1200 J/(m3 K) sau ρa ca = 0,34 Wh/(m3 K); V este debitul mediu volumic de aer proaspăt, in m3/s sau m3/h. sau cu relaţia: Hv = ρa ca na V în care: ρa ca este capacitatea termică volumică; ρa ca = 1200 J/(m3 K) sau ρa ca = 0,34 Wh/(m3 K); na este numărul mediu de schimburi de aer pe oră, în h-1; V este volumul încălzit, în m3. Pentru clădirile de locuit numărul mediu de schimburi de aer pe oră poate fi evaluat, în funcţie de: - categoria de clădire; - clasa de adăpostire a clădirii; - clasa de permeabilitate la aer a clădirii, utilizând datele din tab.4.8.

80

Tab. 4.8 Numărul de schimburi de aer, na, pentru clădiri de locuit şi asimilate acestora

Clasa de permeabilitate la aer Categoria clădirii Clasa de adăpostire

ridicată medie scăzutăneadăpostite 1,5 0,8 0,5 moderat adăpostite 1,1 0,6 0,5

Clădii individuale (case unifamiliale, cuplate sau înşiruite ş.a.) adăpostite 0,7 0,5 0,5

neadăpostite 1,2 OJ 0,5 moderat adăpostite 0,9 0,6 0.5

dublă expunere

adăpostite 0,6 0,5 0,5 neadăpostite 1,0 0,6 0,5 moderat adăpostite 0,7 0,5 0,5

Clădiri cu mai multe apartamente, cămine, internate, ş.a.

simplă expunere

adăpostite 0,5 0,5 0,5

Încadrarea clădirilor în clasele de adăpostire se face conform tab.4.9. Tab.4.9 Încadrarea clădirilor in clasa de adăpostire

Clasa de adăpostire Tip de clădireneadăpostite clădiri foarte înalte, clădiri la periferia oraşelor şi în pieţe,

moderat adăpostite clădiri în interiorul oraşelor, cu minim 3 clădiri în apropiere, clădiri la şes protejate de arbori

adăpostite clădiri din centrul oraşelor, clădiri in păduri

Încadrarea clădirilor în clasele de permeabilitate la aer se face conform tab.4.10. Tab.4.10 Încadrarea clădirilor în clasele de permeabilitate la aer

Clasa de permeabilitate la aer

Tip de clădire

ridicată clădiri cu tâmplărie exterioară fără măsuri de etanşare medie clădiri cu tâmplărie exterioară cu garnituri de etanşare

scăzută clădiri cu ventilare controlată şi cu tâmplărie exterioară de etanşare cu măsuri speciale de etanşare

Numărul de schimburi de aer poate fi determinat şi în funcţie de tipul şi starea ferestrelor/uşilor şi lungimea rosturilor ferestrelor şi uşilor exterioare. In acest caz pot fi utilizate următoarele valori pentru coeficientul de infiltraţie prin rosturi: i1 = 0,04 - pentru ferestre şi uşi în stare bună, cu etanşare specială; i2 = 0,14 - pentru ferestre şi uşi în stare bună dar fără etanşare specială; i3 =0,20 - pentru ferestre şi uşi în stare deteriorată (neetanşe), rezultând următoarele relaţii pentru calculul numărului de schimburi de aer: na1 = 0.52 V/L (h-1) na2 = 1,82 V/L (h-1) na3 = 2,60 V/L (h-1) în care:

81

L este lungimea rosturilor, în m; V este volumul încălzit, în m3. 4.6.6 Determinarea ratei de ventilare a unui spaţiu ocupat, cu condiţia menţinerii confortului fiziologic Condiţia de menţinere a confortului fiziologic este ca valorile concentraţiilor aparţinând CO2 şi vaporilor de apă să nu depăşească valorile: - 1600 mg/m3 (cca. 0,05%) pentru CO2; - 15.400 mg/m3 , în regim de vară, respectiv 9.450 mg/m3 în regim de iarnă, pentru conţinutul de vapori de apă m aer. Verificarea valorii ratei de ventilare necesară, exprimată prin numărul necesar de schimburi de aer între interior şi exterior se face cu relaţiile: Cex + C0 exp (-na tf) + Npers g [1-exp (-na tf)]/ naVaρa = Cmax

în care: C0 - concentraţia de noxe minimă ca urmare a ventilării naturale a incintei; Cex - concentraţia de noxe caracteristică mediului exterior natural; Cmax - concentraţia maximă de noxe din spaţiu ocupat, la finele intervalului de timp tf; CL- concentraţia de noxe maxim admisă în spaţiul ocupat; Npers - numărul de persoane din incintă; g - debitul de noxe degajat, de o persoană; Va - volumul de aer din incintă, în m ; na - rata de ventilare, în s-1 ; tf - timpul la care se încheie activitatea din spaţiul ocupat, în s; ρa - densitatea aerului, în kg/m2. Cmax < CL

In cazul ventilării spaţiului cu un debit constant de aer proaspăt, rata de ventilare minimă admisă se determină cu relaţia: na = Npers g/(CL – Cex) Va ρa

83

CAP.5 DETERMINAREA COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ (G) In ipoteza regimului termic staţionar, acceptată în general în calcule, între pierderile de căldură ale unei clădiri, cu debitul total Qp şi energia furnizată de sursele interioare de încălzire având debitul total Q1 se stabileşte un echilibru, care se poate exprima prin ecuaţia: Q1 = Qp Pierderea totală de căldură a clădirii (Qp) este constituită din suma pierderilor de căldură prin transmisie directă (Qt) prin elementele care alcătuiesc anvelopa, respectiv prin: pereţii exteriori, cu componentele corespunzătoare zonelor opace (Qpe) şi zonelor vitrate (Qpf), prin acoperişul-terasă (Qa), prin planşeul de la parter (Qpl) sau/şi prin pereţii de subsol sau de soclu (Qs). La acestea se adaugă căldura cedată spre mediul exterior odată cu aerul viciat evacuat în cursul procesului de ventilare (Qv), astfel că ecuaţia generală de bilanţ termic va căpăta forma : Q1 = Qt + Qv = (Qpe + Qpf + Qa + Qpl + Qs) + Qv Fluxul termic transmis prin elementele de construcţie cu rol de închidere este determinat de: diferenţa dintre temperatura aerului interior (Ti) şi temperatura aerului exterior (Te) pentru elementele curente ale anvelopei, sau a aerului din subsol (Ts) pentru planşeele clădirilor care au spaţii în zona subterană, de suprafeţele Sj şi de valorile coeficientului total de transfer termic (Kj) al acestora. Căldura cedată în exterior prin schimbul de aer depinde de diferenţa de temperatură interior-exterior, de debitul schimbului de aer (Da) şi de căldura specifică a aerului (ca). Ecuaţia de bilanţ termic devine: Q1 = [(Kpe Spe + Kf Sf) + Ka Sa + ca Da] (Ti – Te) + Kpl Spl (Ti – Ts) 5.1 COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ A UNEI CLĂDIRI DE LOCUIT (G) ( C107-1-2005) este un parametru termoenergetic al anvelopei clădirii pe ansamblul acesteia şi are semnificaţia unei sume a fluxurilor termice disipate (pierderilor de căldură realizate prin transmisie directă) prin suprafaţa anvelopei clădirii, pentru o diferenţă de temperatură între interior şi exterior de la 1 K, raportată la volumul clădirii, la care se adaugă cele aferente reîmprospătării aerului interior, precum şi cele datorate infiltraţiilor suplimentare de aer rece. Coeficientul global de izolare termică se calculează cu relaţia : G = [∑ (Lj τj ) / V] + 0,34 n [W/m3K] L coeficientul de cuplaj termic, calculat cu relaţia : L = A/R’

m [W/K] τ factorul de corecţie a temperaturilor exterioare [ - ]; V volumul interior încălzit al clădirii [m3 ]; R'm rezistenţa termică specifică corectată medie pe ansamblul clădirii a unui

84

element de construcţie [m2 K/W]; A aria elementului de construcţie [m2 ], având rezistenţa termică R'm; n viteza de ventilare naturală a clădirii, respectiv numărul de schimburi de aer pe oră [h-1]. Clădirea reprezintă un ansamblu de apartamente, spaţii de circulaţie şi alte spaţii comune, delimitat de o serie de suprafeţe care alcătuiesc anvelopa clădirii şi prin care au loc pierderile de căldură. Anvelopa clădirii separă volumul încălzit al clădirii de: - aerul exterior; - sol (la plăci în contact direct cu solul, amplasate fie peste cota terenului sistematizat, fie sub această cotă, precum şi la pereţii în contact cu solul); - încăperi anexă ale clădirii propriu-zise, neîncălzite sau mult mai puţin încălzite, separate de volumul clădirii prin pereţi sau/şi planşee, termoizolate în mod corespunzător (exemplu: garaje, magazii, subsoluri tehnice sau cu boxe, pivniţe, poduri, camere de pubele, verande, balcoane şi loggii închise cu tâmplărie exterioară, ş.a.); - spaţii care fac parte din volumul constructiv al clădirii, dar care au alte funcţiuni sau destinaţii (exemplu : spaţii comerciale la parterul clădirilor de locuit, birouri, ş.a.); - alte clădiri, având pereţii adiacenţi separaţi de clădirea considerată, prin rosturi. Rosturile antiseismice, de dilataţie sau de tasare, atât cele deschise (care nu au prevăzute măsuri de izolare faţă de aerul exterior), cât şi cele închise (la care se prevăd măsuri speciale de etanşate şi izolare termică pe contur), constituie limite ale volumului clădirii, iar suprafeţele pereţilor adiacenţi rosturilor fac parte din anvelopa clădirii. La clădirile compuse din mai multe secţiuni (casa scării) fără rosturi între ele, volumul şi respectiv anvelopa clădirii se calculează pentru ansamblul acestor secţiuni. In mod similar, la clădirile de locuit individuale, cuplate sau înşiruite, fără rosturi, volumul şi anvelopa se determină pentru ansamblul clădirii. Aria anvelopei clădirii A - se calculează cu relaţia : A = ∑ Aj [m2] în care : A aria anvelopei, reprezentând suma tuturor ariilor elementelor de construcţie perimetrale ale clădirii, prin care au loc pierderile de căldură; Aj ariile elementelor de construcţie care intră în alcătuirea anvelopei clădirii şi anume: - suprafaţa opacă a pereţilor exteriori; - suprafeţele adiacente rosturilor deschise şi/sau închise; - suprafeţele ferestrelor şi uşilor exterioare, precum şi ale pereţilor exteriori vitraţi şi ale luminatoarelor; - suprafaţa planşeelor de peste ultimul nivel, sub terase; - suprafaţa planşeelor de peste ultimul nivel, sub poduri;

85

- suprafaţa planşeelor de peste pivniţe şi subsoluri neîncălzite; - suprafaţa plăcilor în contact cu solul; - suprafaţa pereţilor în contact cu solul; - suprafaţa planşeelor care delimitează clădirea la partea inferioară, de exterior (la bovindouri, ganguri de trecere, etc.); - suprafaţa pereţilor şi a planşeelor care separă volumul clădirii, de spaţii adiacente neîncălzite sau mult mai puţin încălzite, precum şi de spaţii având alte destinaţii etc. Ariile care alcătuiesc anvelope unei clădiri (Aj ) se determină astfel: - ariile pereţilor se calculează pe baza următoarelor dimensiuni: - pe orizontală, pe baza dimensiunilor interioare ale pereţilor exteriori sau ale celor de la rosturi; - pe verticală, între faţa superioară a pardoselii de la primul nivel încălzit, până la tavanul ultimului nivel încălzit; - ariile tâmplăriei exterioare se iau în calcul pe baza dimensiunilor nominale ale golurilor din pereţi ; - ariile orizontale (terase, planşee sub poduri, planşee peste subsoluri, plăci pe sol, ş.a.) se calculează pe baza dimensiunilor conturului interior al pereţilor care alcătuiesc anvelopa clădirii ; - în cazul suprafeţelor înclinate, la determinarea suprafeţelor orizontale şi verticale se va ţine seama de aceasta înclinare. Aria anvelopei se determină având în vedere exclusiv suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale, ignorând existenţa elementelor de construcţie interioare (pereţii interiori structurali şi nestructurali, precum şi planşeele intermediare). Volumul clădirii V - reprezintă volumul delimitat pe contur de suprafeţele perimetrale care alcătuiesc anvelopa clădirii. Volumul clădirii V - reprezintă volumul încălzit al clădirii, cuprinzând atât încăperile încălzite direct (cu elemente de încălzire), cât şi încăperile încălzite indirect (fără elemente de încălzire), dar la care căldura pătrunde prin pereţii adiacenţi, lipsiţi de o termoizolaţie semnificativă. In acest sens se consideră ca făcând parte din volumul clădirii: cămări, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scării, puţul liftului şi alte spaţii comune. Mansardele, precum şi încăperile de la subsol, încălzite la temperaturi apropiate de temperatura predominantă a clădirii, se includ în volumul clădirii. Nu se includ în volumul clădirii: - încăperile cu temperaturi mult mai mici decât temperatura predominantă a clădirii, de exemplu camerele de pubele; - verandele, precum şi balcoanele şi loggiile, chiar în situaţia în care ele sunt închise cu tâmplărie exterioară. Rezistenţele termice corectate, medii pe ansamblul clădirii, ale elementelor de construcţie (R'm ) se determină cu luarea în consideraţie a influenţei tuturor punţilor termice asupra rezistenţelor termice unidirecţionale, în câmp curent (R).

86

Principalele punţi termice care trebuie să fie avute în vedere la determinarea valorilor R'm sunt următoarele: - la pereţi: stâlpi, grinzi, centuri, plăci de balcoane, loggii şi bovindouri, buiandrugi, stâlpişori, colţuri şi conturul tâmplăriei; - la planşeele de la terase şi de la poduri: atice, cornişe, streşini, coşuri şi ventilaţii; - la planşeele de peste subsol, termoizolate la partea superioară: pereţii structurali şi nestructurali de la parter şi zona de racordare cu soclul; - la planşeele de peste subsol, termoizolate la partea inferioară: pereţii structurali şi nestructurali de la subsol, grinzile (dacă nu sunt termoizolate) şi zona de racordare cu soclul; - la plăcile în contact cu solul: zona de racordare cu soclul, precum şi toate suprafeţele cu termoizolaţia întreruptă; - la planşeele care delimitează volumul clădirii la partea inferioară, de aerul exterior: grinzi (dacă nu sunt termoizolate), centuri, precum şi zona de racordare cu pereţii adiacenţi. Rezistenţele termice corectate medii ale suprafeţelor opace ale elementelor de construcţie, se determină pe baza metodei coeficienţilor specifici liniari şi punctuali de transfer termic. Influenţa punţilor termice se poate evalua aproximativ (simplificat) printr-o reducere globală a rezistenţelor termice unidirecţionale (în câmp curent), astfel: - la pereţi exteriori 20...45 % - la terase şi planşee sub poduri 15...25% - la planşee peste subsoluri şi sub bovindouri 25...35 % - la rosturi 10...20 % Pentru mărirea gradului de confort termic la clădirile de locuit, precum şi în vederea reducerii consumului de energie în exploatare, rezistenţele termice R'm trebuie să fie mai mari decât valorile R'min . Factorul de corecţie a temperaturilor exterioare se calculează cu relaţia: τ = ( Ti – Tj )/ ( Ti – Te) în care: Te temperatura exterioară convenţională de calcul pentru perioada rece a anului, care se consideră în conformitate cu harta de zonare climatică a teritoriului României, pentru perioada de iarnă, astfel: . Zona I Te = -12°C Zona II Te = -15°C Zona III Te = -18°C Zona IV Te = -21°C Ti temperatura interioară convenţională de calcul pe timpul iernii, care la clădirile de locuit se consideră temperatura predominantă a încăperilor: Ti = +20°C Tu temperatura în spaţiile neîncălzite din exteriorul anvelopei, determinată

87

pe baza unui calcul al bilanţului termic. Tj temperatura în mediul din exteriorul anvelopei care poate fi: Tj = Te sau Tj = Tu

Pentru calcule simplificate valorile τ se pot considera: τ = 0,9 la rosturi deschise şi la poduri : τ = 0,5 la rosturi închise, la subsoluri neîncălzite şi la pivniţe, la

camere de pubele, precum şi la alte spaţii adiacente neîncălzite sau având alte destinaţii;

τ = 0,8 la verande, balcoane şi loggii închise cu tâmplărie exterioară;

τ = 0,9 la tâmplăria exterioară prevăzută cu obloane la faţa exterioară;

τ = 1,0 la elementele de construcţie care separă mediul interior Tj, de mediul exterior.

La pierderile de căldură prin transfer termic se adaugă pierderile aferente unor condiţii normale de reîmprospătare a aerului interior, precum şi pierderile de căldură suplimentare, aferente infiltraţiei în exces a aerului exterior, care poate pătrunde prin rosturile tâmplăriei. Aceste pierderi, raportate la volumul clădirii V şi la diferenţa de temperatură ΔT = Ti –Te, au valoarea 0,34 . n [W/m3 K], în care : n viteza de ventilare naturală a clădirii, respectiv numărul de schimburi de aer pe oră [h-1]; 0,34 reprezintă produsul dintre capacitatea calorică masică şi densitatea aparentă a aerului: ca =1000 W.s/(kg.K) ρa = 1,23 kg/m3

Valorile n se adoptă astfel: - Valoarea n = 0,5 [h-1] reprezintă numărul minim de schimburi de aer pe oră necesar pentru reîmprospătarea aerului interior în vederea asigurării unor condiţii normale de microclimat. Aceste schimburi normale se realizează: - prin inerentele neetanşeităţi ale tâmplăriei; - prin deschiderea ferestrelor şi uşilor exterioare; - prin eventuale sisteme speciale de ventilare naturală (de exemplu clapete reglabile pentru priza de aer proaspăt şi alte clapete sau canale verticale de ventilaţie pentru eliminarea aerului viciat). - Pierderile suplimentare de căldură datorate infiltraţiei în exces a aerului exterior sunt o consecinţă directă a modului de realizare a etanşeităţii rosturilor dintre cercevelele şi tocurile tâmplăriei exterioare. Aceste pierderi sunt legate de acţiunea vântului, precum şi de curenţii de aer interiori şi exteriori, şi sunt în funcţie de următorii factori: - expunerea clădirii (simplă sau dublă) sub aspectul infiltraţiilor de aer,

88

respectiv cu apartamente având ferestre pe una sau pe două faţade; - gradul de adăpostire a clădirii, prin existenţa unor obstacole în calea vântului şi a curenţilor de aer; - gradul de permeabilitate a clădirii, în funcţie de modul de etanşate a tâmplăriei exterioare. Valorile n cuprind ambele componente ale naturii pierderilor de căldură, astfel încât numărul de schimburi de aer variază de la valoarea minimă de 0,5 [h-1] (fără infiltraţii în exces) la valori de 1,0—1,5 [h-1 ] , în cazul unor infiltraţii suplimentare mari. La clădiri având mai multe tipuri de tâmplării exterioare, valoarea n se determină prin interpolare, în funcţie de ponderea ariilor acestora. Primul termen al relaţiei de calcul poate fi determinat cu: ∑( Lj τj )/V = ∑ Φj / V ΔT [w/m3K] în care: Φj = A (Ti – Tj) / R’

m [W] Rezistenţa termică medie a anvelopei se poate calcula cu relaţia: R’

m = ∑A/∑ (L τj) 5.2 DETERMINAREA COEFICIENTULUI GLOBAL NORMAT DE IZOLARE TERMICĂ (GN) Coeficientul global normat de izolare termică este stabilit funcţie de : - numărul de niveluri (N) - raportul dintre aria anvelopei şi volumul clădirii (A/V) iar valorile acestuia pentru toate zonele climatice sunt indicate in normative. La clădirile având suprafeţe construite diferite de la nivel la nivel (de ex. la clădirile cu retrageri gabaritice), precum şi la cele cu spaţii având alte destinaţii decât aceea de locuinţe la unele niveluri sau porţiuni de niveluri, pentru numărul de niveluri N se va calcula o valoare convenţională, cu relaţia: N = ∑ Ac / Ac max

în care: Ac aria construită a clădirii, măsurată pe conturul exterior al pereţilor de faţadă (exclusiv loggiile şi balcoanele) la fiecare nivel al clădirii [m2]; Ac max cea mai mare valoare Ac din clădire [m2].

89

Tab. 5.1 Coeficienţii globali normaţi de transfer termic GN la clădiri de locuit

Numărul de niveluri

N

A / V m3/ m2

GN W/(m3K)

Numărul de niveluri

N

A / V m3 / m2

GN W/(m3K)

0,80 0,77 0,25 0,46 0,85 0,81 0,30 0,50 0,90 0,85 0,35 0,54 0,95 0,88 0,40 0,58 1,00 0,91 0,45 0,61 1,05 0,93 0,50 0,64

1

≥1,10 0,95

4

≥0,55 0,65 0,45 0,57 0,20 0,43 0.50 0,61 0,25 0,47 0,55 0,66 0,30 0.51 0,60 0,70 0,35 0,55 0,65 0,72 0,40 0,59 0,70 0,74 0,45 0,61

2

≥0,75 0,75

5

≥0,50 0,63 0,30 0,49 0,15 0,41 0,35 0,53 0,20 0,45 0,40 0,57 0,25 0,49 0,45 0,61 0,30 0.53 0,50 0,65 0,35 0,56 0,55 0,67 0,40 0,58

3

≥0,60 0,68

>10

≥0,45 0,59

5.3 VERIFICAREA NIVELULUI DE IZOLARE TERMICĂ GLOBALĂ Nivelul de izolare termică globală este corespunzător, dacă se realizează condiţia: G ≤ GN [W/m3 K] Posibilităţile de realizare a acestei condiţii trebuie să fie atent analizate încă de la fazele preliminare ale proiectului, atunci când se face concepţia complexă a clădirii, când încă se mai poate interveni asupra configuraţiei în plan şi pe verticală a construcţiei, precum şi asupra parametrilor ei geometrici. Principalii factori geometrici, care influenţează asupra coeficientului global de izolare termică G sunt următorii : - Raportul P/Ac, în care : P perimetrul clădirii, măsurat pe conturul exterior al pereţilor de faţadă; Ac aria în plan a clădirii, limitată de perimetru (arie construită). - Gradul de vitrare, exprimat prin raportul dintre aria tâmplăriei exterioare şi aria totală a pereţilor exteriori (partea opacă + partea vitrată); - Retragerile gabaritice, existenţa bovindourilor, precum şi alte variaţii ale suprafeţelor Ac de la nivel la nivel.

90

5.4 RECOMANDĂRI PRIVIND POSIBLITĂŢI DE ÎMBUNĂTĂŢIRE A COMPORTĂRII TERMOTEHNICE ŞI DE REDUCERE A VALORII COEFICIENTULUI GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ LA CLĂDIRILE DE LOCUIT Pentru îmbunătăţirea comportării termotehnice a clădirilor de locuit şi pentru reducerea valorii coeficientului global de izolare termică, se recomandă aplicarea următoarelor măsuri : La alcătuirea generală a clădirii: - la stabilirea poziţiilor şi dimensiunilor tâmplăriei exterioare se va avea în vedere atât orientarea cardinală, cât şi orientarea faţă de direcţia vânturilor dominante, ţinând seama şi de existenţa clădirilor învecinate; deşi nu se consideră în calcule, ferestrele orientate spre sud au un aport solar semnificativ; - pentru reducerea pierderilor de căldură spre spaţiile de circulaţie comună, se vor prevedea windfanguri la intrările în clădiri, aparate de închidere automată a uşilor de intrare în clădiri, termoizolaţii la uşile de intrare în apartamente, încălzirea spaţiilor comune la temperaturi apropiate de temperatura din locuinţe ş.a.; - la pereţii interiori ai cămărilor aerisite direct, se vor prevedea măsuri de termoizolare. La alcătuirea elementelor de construcţie perimetrale: - se vor utiliza soluţii cu rezistenţe termice specifice sporite, cu utilizarea materialelor termoizolante eficiente (polistiren, vată minerală ş.a); - se vor utiliza soluţii îmbunătăţite de tâmplărie exterioară, cu cel puţin 3 rânduri de geamuri sau cu geamuri termoizolante; - se va urmări reducerea în cât mai mare măsură a punţilor termice de orice fel, în special în zonele de intersecţii a elementelor de construcţie (colţuri, socluri, cornişe, atice), cât şi la balcoane, loggii, bovindouri, în jurul golurilor de ferestre şi uşi de balcon, ş.a; - se interzice utilizarea tâmplăriilor cu tocuri şi cercevele din aluminiu fără întreruperea punţilor termice. In vederea reducerii infiltraţiilor de aer rece - la tâmplăria exterioară se vor lua măsuri de etanşare corespunzătoare a rosturilor dintre tocuri şi conturul golurilor din pereţi; - se va utiliza exclusiv tâmplărie de bună calitate şi prevăzută cu garnituri de etanşare; - suprafeţele vitrate, luminatoarele şi tâmplăria fixă vor fi prevăzute cu soluţii de etanşare care să excludă orice infiltraţii; - la pereţii din panouri mari prefabricate, rosturile dintre panouri vor fi exclusiv de tip "închis" şi vor fi etanşate cu chituri de calitate corespunzătoare, care să confere o siguranţă deplină, atât faţa de infiltraţiile de apă, cât şi faţă infiltraţiile de aer; - la elementele perimetrale opace nu se vor utiliza soluţii constructive caracterizate printr-o permeabilitate la aer ridicată.

91

CAP.6 EVALUAREA GRADULUI DE CONFORT HIGROTERMIC Evaluarea gradului de confort higrotermic în unităţile funcţionale ale clădirilor existente presupune următoarele etape: - investigarea preliminară; - evaluarea performanţelor; - raportul de evaluare. Investigarea preliminară Investigarea preliminară cuprinde: - analiza documentaţiei tehnice care a stat la baza executării clădirii (în care este amplasată unitatea funcţională analizată), cu privire la: - tipul clădirii şi sistemul constructiv; - perioada de realizare a clădirii; - norme de proiectare termotehnică în vigoare la data proiectării/execuţiei; - amplasarea unităţii funcţionale în cadrul partiului; - nivelul la care este amplasată unitatea funcţională; - parametrii higrotermici consideraţi; - regimul higrotermic al încăperilor adiacente unităţii funcţionale analizate; - nivelul de izolare termică a elementelor delimitatoare ale unităţii funcţionale; - efectuarea unui sondaj de opinie privind senzaţia de confort-disconfort resimţită de utilizatori; - identificarea eventualelor surse de disconfort local; - identificarea eventualelor degradări vizibile ale elementelor ce delimitează unitatea funcţională analizată, care pot influenţa confortul higrotermic. Evaluarea performanţelor Evaluarea performanţelor are ca scop stabilirea valorilor parametrilor de confort higrotermic şi compararea lor cu nivelurile de performanţă admisibile. Metodologia de evaluare presupune următoarele etape: - stabilirea parametrilor ce trebuie analizaţi; - stabilirea aparaturii ce trebuie utilizată la determinarea prin măsurări a parametrilor higrotermici ai mediului interior; - stabilirea tehnicii de determinare a parametrilor ce definesc confortul higrotermic (prin măsurări „in situ", prin calcule); - stabilirea poziţiei (pe orizontală şi pe verticală) punctelor în care trebuie să se efectueze măsurările, în funcţie de scopul urmărit (în mijlocul încăperii pentru determinarea indicelui de confort, la 0,6 m distanţă de sursa de disconfort, pentru determinarea parametrilor de disconfort local etc.); - efectuarea măsurărilor; - prelucrarea datelor experimentale; - determinarea prin calcul a parametrilor care nu au putut fi măsuraţi (temperatura pe suprafaţa elementelor, temperatura medie de radiaţie etc.); - evaluarea prin calcul a parametrilor de confort; - analiza comparativă între rezultatele obţinute şi nivelurile de performanţă normate.

92

Raportul de evaluare Raportul de evaluare va cuprinde următoarele: - obiectul şi motivul evaluării; - descrierea unităţii funcţionale ce face obiectul evaluării (poziţionare, elemente de construcţie delimitatoare, destinaţie, regim higrotermic etc.); - condiţiile în care s-au efectuat măsurările/calculele; - rezultatele experimentale obţinute; - concluziile rezultate din analiza comparativă dintre rezultatele obţinute şi valorile normate pentru parametrii de confort higrotermic; - recomandările privind măsurile ce trebuie adoptate pentru îmbunătăţirea gradului de confort (dacă este cazul). 6.1 PROCEDURI DE EVALUARE A GRADULUI DE CONFORT Evaluarea gradului de confort presupune determinarea parametrilor definitorii, precizaţi în CAP. 4, compararea valorilor determinate cu nivelurile de performanţă estimate ca satisfăcătoare pentru asigurarea condiţiilor de confort şi stabilirea eventualelor surse/zone ce pot conduce la un disconfort local. Determinarea parametrilor de confort se face: 1/ prin măsurări "in situ” şi 2/ prin calcul. Amplasarea senzorilor de măsurare a parametrilor de confort ai unei ambianţe se face, de regulă, în centrul încăperii, la diverse înălţimi, indicate în tab.6.1. Tab.6.1 Amplasarea senzorilor de măsurare

Înălţimi recomandate (m)

Coeficienţi de pondere a valorilor măsurate pentru calculul valorilor

medii Poziţii ale senzorilor

Aşezat Ortostatism Ambianţă Ambianţă Nivelul capului 1.1 1,7 - 1 Nivelul bd l

0,6 1,1 1 1

Nivelul gleznelor 0,1 0,1 - 1

6.1.1 Determinarea parametrilor de confort 6.1.1.1 Temperatura aerului La măsurarea temperaturii aerului se pot utiliza următoarele tipuri de senzori de temperatură: - termometru cu dilatare de lichid sau cu dilatare de solid; - termometru cu rezistenţă electrică. Domeniul de măsurare al aparatelor trebuie să fie cuprins între 10 şi 300 C cu o precizie de ±0,2°C. La măsurarea temperaturii aerului senzorul trebuie să fie protejat împotriva influenţei radiaţiei termice provenite din vecinătăţi (pereţi calzi sau reci). Tipurile de protecţie utilizate curent sunt: - acoperirea senzorului cu o vopsea reflectantă; - lustruirea senzorului, în cazul celor metalici;

93

- interpunerea unor ecrane reflectante între pereţi şi senzorul de temperatură. Datorită inerţiei termice a senzorilor de temperatură, se recomandă ca măsurarea să se efectueze într-un interval de timp de cel puţin 1,5 ori timpul de răspuns al acestora. 6.1.1.2 Temperatura medie de radiaţie Temperatura medie de radiaţie este utilizată pentru determinarea indicelui PMV şi se determină pe baza măsurării temperaturii aerului şi a temperaturii globului negru. Termometrul cu glob negru este constituit dintr-o sferă neagră în centrul căreia este plasat un captator de temperatură (termometru cu mercur, termocuplu, termorezistenţă). Diametrul sferei poate fi teoretic oarecare, dar se recomandă utilizarea unui diametru de 15 cm, pentru această valoare relaţiile de calcul ale temperaturii medii de radiaţie fiind bine stabilite. (Se menţionează că influenţa temperaturii şi vitezei aerului asupra preciziei măsurării este cu atât mai mare, cu cât diametrul sferei este mai mic). Sfera trebuie să fie confecţionată dintr-un material foarte bun conducător de căldură şi suprafaţa sa trebuie să fie înnegrită, fie prin metode electrolitice, fie prin vopsire cu o vopsea neagră mată, astfel încât să fie capabilă să absoarbă radiaţia termică provenită de la elementele delimitatoare ale încăperii. Pentru globul negru realizat în aceste condiţii se poate considera o emisivitate ε = 0,95. 6.1.1.3 Umiditatea aerului Umiditatea aerului este caracterizată de următorii parametri măsurabili: - umiditatea absolută a aerului; - umiditatea relativă a aerului. 6.1.1.3.1Umiditatea absolută reprezintă cantitatea reală de vapori de apă conţinuţi în aer. Pentru caracterizarea umidităţii absolute a aerului se folosesc în mod curent două mărimi: - raportul de umiditate; - presiunea parţială a vaporilor de apă. 6.1.1.3.2 Raportul de umiditate pentru un eşantion de aer umed dat, reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă din eşantion şi masa aerului uscat din acelaşi eşantion . Wa = Mv/Ma unde:

94

Wa - raportul de umiditate; Mv - masa vaporilor de apă; Ma - masa aerului uscat din eşantionul de aer umed dat. 6.1.1.3.3 Presiunea parţială a vaporilor de apă din aerul umed reprezintă presiunea exercitată de vaporii de apă, dacă ei ar ocupa singuri volumul pe care îl ocupă aerul umed, la aceeaşi temperatură. Intre raportul de umiditate şi presiunea parţială a vaporilor de apă există următoarea relaţie, considerându-se gazele perfecte: Wa =0,61298 pa/(p-pa) unde: Wa - raportul de umiditate; Pa - presiunea parţială a vaporilor de apă din aerul umed; p - presiunea atmosferică totală. Pentru măsurarea umidităţii absolute a aerului dintr-o incintă se pot utiliza două tipuri de aparate: - psihrometrul; - higrometrul cu clorură de litiu. Psihrometrele sunt constituite din două termometre introduse în teci metalice şi un dispozitiv care asigură ventilarea acestora cu o viteză minimă a aerului. Primul termometru indică temperatura uscată a aerului ta al doilea termometru are rezervorul înconjurat pe o lungime de circa 2 cm cu un manşon de bumbac, introdus în apă distilată. Apa urcă prin capilaritate la termometru şi se evaporă, cu atât mai repede cu cât aerul este mai uscat. Acest termometru indică temperatura umedă (psihrometrică), tw. Domeniile de măsurare ale termometrelor trebuie să fie cuprinse între 10 şi 300 C. Ventilatorul reduce timpul de măsurare prin uscarea forţată pe care o asigură şi trebuie să aibă o viteză de ventilare de ordinul a 4-5 m/s. Valorile mărimilor caracteristice ale umidităţii absolute a aerului (raportul de umiditate, presiunea parţială a vaporilor de apă) se stabilesc pornind de la valorile măsurate ale temperaturii uscate (ta) şi ale temperaturii (tw), utilizând diagrama psihrometrică. 6.1.1.3.4 Umiditatea relativă reprezintă raportul dintre presiunea parţială a vaporilor de apă, pa din aerul umed şi presiunea de saturaţie a vaporilor de apă, pas la aceeaşi temperatură şi presiune totală. Ea se calculează în procente cu relaţia: φ = pa 100/pas

Umiditatea relativă se poate determina utilizând diagrama psihrometrică, pe baza temperaturii uscate şi umede determinate cu psihrometrul.

95

6.1.1.4 Viteza aerului Viteza aerului este o mărime definită prin modulul, direcţia şi sensul său. In cazul ambianţelor termice, mărimea care trebuie avută în vedere este viteza efectivă a aerului, adică modulul vitezei aerului (intensitatea medie a vitezei). Pentru măsurarea vitezei aerului unei ambianţe se utilizează anemometrul cu element cald. Acesta poate fi de tipul catatermometru (aparat puţin direcţional) sau anemometru cu fir cald (aparat direcţional). Anemometrul cu element cald se bazează pe măsurarea transferului de căldură între un solid cald şi mediul ambiant. Etalonarea prealabilă a aparatului permite convertirea transferului de căldură în viteză a aerului. Anemometrul este constituit dintr-un element încălzit electric (sferă caldă sau fir cald) la o temperatură superioară temperaturii aerului. Elementul cald pierde căldură în mediu prin convecţie. Echilibrul termic se exprimă prin relaţia: P = hc(tc-ta) unde: P - puterea de încălzire primită de element; hc - coeficientul de transfer termic prin convecţie între element şi aer, variabil, în funcţie de viteza aerului; tc - temperatura elementului cald; ta - temperatura aerului. Cunoscând valorile temperaturii sferei, a temperaturii aerului şi puterea de încălzire primită de element, se determină coeficientul hc şi prin intermediul acestuia, viteza aerului. Anemometrele cu element cald sunt prevăzute cu doi senzori de temperatură, unul pentru măsurarea temperaturii elementului cald şi celălalt măsurarea temperaturii aerului. Ele pot fi de două tipuri: a) anemometre cu putere de încălzire sau intensitate de încălzire constante, la care măsurarea temperaturii elementului cald permite determinarea vitezei aerului; b) anemometre cu temperatura elementului cald constantă, la care măsurarea puterii furnizate elementului pentru menţinerea acestei temperaturi permite determinarea vitezei aerului. 6.1.1.4 Votul mediu previzibil (PMV) Determinarea indicelui PMV se bazează pe bilanţul termic al corpului uman, omul fiind în echilibru termic atunci când căldura internă produsă în corp este egală cu pierderea de căldură către mediul ambiant. Indicele PMV poate fi determinat în trei moduri: - prin rezolvarea ecuaţiei de bilanţ termic, pe baza valorilor obţinute din măsurări, calcule sau tabele referitoare la parametrii de mediu, la caracteristicile activităţii şi tipului de îmbrăcăminte; - prin calcule şi din tabele;

96

- prin măsurare directă, utilizând un senzor integrator. 6.1.1.5 Procentajul previzibil de nemulţumiţi (PPD) Indicele PPD se determină în funcţie de indicele PMV fie grafic, fie prin calcul. 6.1.1.6 Temperatura operativă Temperatura operativă se calculează pe baza valorilor determinate sau calculate ale temperaturii aerului ta, respectiv temperaturii medii de radiaţie, tr: t0 =A ta+(1-A)tr unde: t0- temperatura operativă, în °C; ta - temperatura aerului în °C tr - temperatura medie de radiaţie, în °C, A - coeficient a cărui valoare este funcţie de viteza relativă a aerului, în m/s, 6.1.1.7 Asimetria temperaturii de radiaţie Asimetria temperaturii de radiaţie se utilizează pentru evaluarea modului în care este expusă o persoană la o radiaţie termică asimetrică (radiaţii termice diferite de la elementele înconjurătoare, de ex. o fereastră, un element de încălzire, etc.). Asimetria temperaturii de radiaţie reprezintă diferenţa dintre temperatura de radiaţie plană pe două feţe opuse ale unui mic element plan. 6.1.1.8 Temperatura de radiaţie plană este temperatura uniformă a unei incinte virtuale, pentru care radiaţia pe una din feţele unui mic element plan este aceeaşi ca şi în mediul real neuniform. Aceasta este o mărime care caracterizează radiaţia într-o direcţie. 6.1.1.9 Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii Cantitatea de căldură cedată de piciorul uman pardoselii se evaluează prin determinarea energiei disipate pe suprafaţa de contact dintre picior şi pardoseală. Principiul metodei constă în integrarea curbei de variaţie a densităţii fluxului termic debitat de un corp încălzitor spre pardoseală şi determinarea energiei disipate, Q1 şi Q10. Corpul încălzitor constituit dintr-un recipient prevăzut cu circulaţie de apă termostatată, simulează piciorul uman. Senzorul utilizat pentru măsurarea fluxului termic este o plăcuţa termofluxmetrică. 6.1.1.10 Evaluarea disconfortului produs de curenţi de aer Un curent de aer reprezintă o deplasare a aerului care produce o răcire locală a corpului. Disconfortul produs de curenţii de aer poate fi exprimat în procentul anticipat de persoane care sunt deranjate de aceşti curenţi de aer.

97

CAP.7 EVALUAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICĂ A ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE ALE CLĂDIRILOR Evaluarea gradului de izolare termică se face în scopul: - stabilirii nivelului real de protecţie termică pe care îl realizează elementele de anvelopă ale clădirii; - stabilirii riscului de disfuncţionalitate datorat comportării în raport cu difuzia vaporilor de apă, pericolului de condensare a vaporilor de apă pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie, - pericolului acumulării de apă de la an la an, în structura interioară a elementelor de construcţie şi pericolului umezirii excesive a materialelor termoizolante. Evaluarea se face la elementele de construcţie exterioare sau la cele care separă încăperi cu regimuri de temperatură şi umiditate diferite (elemente interioare de compartimentare care delimitează spaţii închise cu temperaturi de exploatare care diferă între ele cu mai mult de 5°C şi/sau cu diferenţe de umidităţi relative de exploatare mai mari de 15%). Evaluarea gradului de izolare termică se face la clădiri existente care: - urmează a fi supuse unor lucrări de reabilitare din punct de vedere higrotermic; - îşi schimbă destinaţia iniţială (parţial/în totalitate) cu modificarea parametrilor de climat interior (temperatură, umiditate). 7.2 ETAPELE EVALUARII 7.2.1 Investigarea preliminară Metodologia de investigare presupune parcurgerea următoarelor etape principale: - identificarea clădirii; - stabilirea datelor privind amplasarea elementului de construcţie; - investigarea detaliată a elementului de construcţie. 7.2.1.1 Identificarea clădirii In cadrul acestei etape se vor stabili următoarele: - tipul de clădire; - sistemul constructiv; - regimul de înălţime; - perioada de realizare a clădirii; - normele de proiectare termotehnică valabile în perioada proiectării / execuţiei (dacă este posibil). 7.2.1.2 Date privind amplasarea clădirii şi a elementului de construcţie Investigarea elementului de construcţie trebuie să înceapă cu identificarea tuturor datelor referitoare la amplasamentul clădirii sub aspectul condiţiilor climatice. Aceste date se referă în special la: a. zona climatică de iarnă şi de vară, în care este amplasată clădirea ale cărei elemente de construcţie sunt investigate, în funcţie de care se pot stabili temperaturile minime/maxime normate de iarnă/vară şi respectiv temperaturile normate medii anuale, medii de vară/iarnă, etc.;

98

b. orientarea elementului expertizat/investigat faţă de punctele cardinale, pentru stabilirea influenţei pe care o are intensitatea radiaţiei solare directe asupra elementului exterior de construcţie; c. distanţa elementului expertizat/investigat faţă de clădirile învecinate şi regimul de înălţime al acestora, pentru determinarea gradului de umbrire a elementului exterior de construcţie al clădirii; d. direcţia vânturilor dominante şi gradul de adăpostiră a elementului faţă de vânt, stabilit în funcţie de vecinătăţile elementului de construcţie expertizat/investigat precum şi de înălţimea la care se află acesta; e. zona eoliană şi altitudinea amplasamentului, în funcţie de care se stabileşte viteza normată de calcul a vântului. 7.2.1.3 Investigarea detaliată a elementului de construcţie Investigarea detaliată a elementului de construcţie constituie una din etapele esenţiale ale expertizei termice, deoarece prin aceasta trebuie să se stabilească: a. corespondenţa dintre prevederile de proiect şi situaţia de fapt, în cazul în care se dispune de acesta; b. releveul elementului şi al detaliilor considerate importante pentru aprecierea performanţelor termice ale acestuia, în cazul în care nu se dispune de proiectul clădirii precum şi în cazul în care realizarea construcţiei nu este conformă cu proiectul sau clădirea a suferit transformări în decursul timpului, transformări care nu au avut la bază documentaţii tehnice întocmite în acest scop; c. zonele cu degradări fizice şi funcţionale (condens, mucegai, igrasie, infiltraţii de apă, desprinderi ale straturilor de tencuială sau finisaj, pătarea straturilor de finisaj etc.), pentru care se vor întocmi relevee în care se vor preciza, după caz: - tipul degradării: - întinderea/suprafaţa zonei cu degradări; - adâncimea, deschiderea, lungimea şi forma degradărilor. d. zonele cu infiltraţii de apă; Se vor examina cu atenţie zonele aferente golurilor de lumină exterioare (ferestre, luminatoare), rosturile dintre panourile/şipcile de lemn de la pereţi, de la poduri, de la planşee peste subsoluri, străpungerile din jurul coşurilor, canalelor, ghenelor şi conductelor de instalaţii, starea jgheaburilor, burlanelor şi a prinderilor acestora etc. La elementele de anvelopă ale parterului se va examina cu atenţie dacă există zone afectate de igrasie. e. alcătuirea elementului de construcţie; Această etapă presupune efectuarea de sondaje în straturile componente ale elementului de construcţie, în vederea identificării materialelor din care sunt executate straturile componente precum şi în vederea comparării cu prevederile proiectului. La efectuarea sondajelor se va urmări: - identificarea eventualelor straturi de difuzie; - identificarea eventualei bariere contra vaporilor de apă; - identificarea materialelor din care sunt realizate finisajele interioare/exterioare;

99

- identificarea materialelor termoizolante şi hidroizolante; - identificarea materialelor din care este executat stratul de rezistenţă al elementului de construcţie; - identificarea rezolvării din punct de vedere termo-hidrofug a rosturilor dintre elementele de construcţie; - identificarea zonelor cu alcătuire neomogenă ale elementului de construcţie (zonelor cu punţi termice) şi reprezentarea lor pe un releveu. 7.3 PARAMETRI ŞI NIVELURI DE PERFORMANŢĂ PRIVIND GRADUL DE IZOLARE TERMICĂ A ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE Parametrii şi nivelurile de performanţă pentru evaluarea gradului de izolare termică a elementelor de construcţie sunt date în tab.7.1.

Tab. 7.1 Parametrii şi nivelurile de performanţă

Nr. crt. Parametru de performanţă

Nivel de performanţă

1 Rezistenţa termică specifică corectată medie a elementelor de închidere sau compartimentare R’m ≥ R'min

2 Temperatura minimă a suprafeţei interioare a elementelor de construcţie (Tsi min)

Tsi min > θr

3 Procentul de creştere a umidităţii materialelor componente ale structurii elementului de închidere, ca urmare a condensării vaporilor de apă

conform normativului C 107/6

4 Cantitatea de apă acumulată în interiorul elementelor de închidere, de la un an la altul,datorită fenomenului de condens

nu se admite acumulare de apă de la un an la altul

5 Rezistenţa la permeabilitate la aer a elementelor î

conform STAS 6472/7 6 Energia transferată de la picior spre pardoseală

(legat de senzaţia de rece-cald)

conform reglementărilor tehnice specifice tipurilor de clădiri STAS 6472/10

7.4 PROCEDURI DE EVALUARE A PERFORMANŢELOR TERMOTEHNICE ALE ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE Evaluarea performanţelor termotehnice ale elementelor de construcţie ale clădirilor existente se face în scopul stabilirii nivelului real de izolare termică pe care aceste elemente le realizează în momentul investigării. Evaluarea trebuie să se facă numai cu luarea în considerare a valorilor reale ale caracteristicilor geometrice şi termofizice ale materialelor componente; aceste valori se stabilesc în urma expertizei termice. Expertizarea termică a unui element de construcţie presupune următoarele etape principale: - investigarea preliminară (a clădirii în ansamblu şi a elementelor expertizate); - evaluarea performanţelor termotehnice ale elementelor; aceasta poate fi: - calitativă; - pe baza de determinări experimentale;

100

- prin calcul; - elaborarea raportului de evaluare. 7.4.1 Evaluarea calitativă a performanţelor termotehnice ale elementelor de construcţie Evaluarea calitativă reprezintă o primă etapă, strict necesară, în cadrul evaluării performanţelor termotehnice ale elementului de construcţie, deoarece în urma ei sunt furnizate primele informaţii. In funcţie de acestea se poate lua decizia efectuării unei evaluări complexe, prin determinări „in situ" sau de laborator, pe probe prelevate din elementul de construcţie. In metoda de evaluare calitativă se urmăreşte să se stabilească: - dacă şi în ce măsură construcţia respectă prevederile din reglementările tehnice specifice tipului de clădire ce face obiectul evaluării, referitoare la performanţele higrotermice; - dacă şi în ce măsură execuţia şi condiţiile de exploatare ale clădirii corespund proiectului şi caietului de sarcini privind exploatarea; - dacă în urma inspecţiei vizuale s-au identificat degradări ale elementelor de construcţie; - cauzele care au condus la producerea degradărilor identificate. 7.4.1.1 Analiza modului în care construcţia respectă prevederile reglementărilor tehnice specifice tipului de clădire ce face obiectul evaluării, referitoare la performanţele higrotermice Această analiză se face pe baza examinării: - proiectului clădirii şi detaliilor referitoare la structura elementelor de construcţie; - modului de îmbinare a elementelor de construcţie; - modului de rezolvare a rosturilor şi străpungerilor elementelor de construcţie din punct de vedere al izolării termice, etanşeităţii la apă şi aer. 7.4.1.2 Analiza modului în care execuţia şi condiţiile de exploatare ale clădirii corespund proiectului şi caietului de sarcini privind exploatarea Această analiză îşi propune să pună în evidenţă neuniformităţile stratului termoizolant şi zonele de punţi termice, abaterile de la condiţiile exploatării normale (temperaturi, umidităţi, rate de ventilare) şi eventualele schimbări de destinaţie ale încăperilor clădirii, schimbări care au condus la alt regim higrotermic decât cel luat în considerare la proiectarea iniţială a elementului de construcţie/clădirii. Analiza se face pe baza examinării: - proiectului clădirii şi detaliilor constructive referitoare la structura elementelor de construcţie (în măsura în care acestea există); - releveelor clădirii, elementelor şi detaliilor considerate importante pentru aprecierea performanţelor termice, în cazurile în care nu se dispune de proiect sau realizarea construcţiei nu este în mod evident conformă cu proiectul sau clădirea a suferit transformări în decursul perioadei ei de exploatare, transformări care nu au avut la bază documentaţii tehnice întocmite în acest sens;

101

- sondajelor efectuate în vederea identificării materialelor, straturilor componente ale elementelor de construcţie sau ale îmbinărilor cu elementele de construcţie adiacente; 7.4.1.3 Analiza degradărilor identificate în urma investigării elementului de construcţie Această analiză se face pe baza examinării: - releveului elementului de construcţie afectat de degradări; - tipurilor de degradări şi cauzelor probabile care au condus la aceste degradări. 7.4.2 Evaluarea pe bază de determinări experimentale In cazul în care nu se deţin informaţii suficiente privind structura elementelor de construcţie sau există dubii cu privire la corespondenţa dintre prevederile proiectului şi situaţia de fapt, precum şi în cazul în care elementele de construcţie prezintă diverse degradări, este absolut necesar ca performanţele termofizice ale elementelor de construcţie sa fie stabilite pe cale experimentală. Evaluarea pe bază de determinări experimentale se poate face: 1/ fie în laborator pe probe prelevate din structura elementelor de construcţie, 2/ fie prin măsurători nedistructive „in situ". 7.4.2.1 Metode de determinare pe probe prelevate Determinările pe probe prelevate din structura elementelor de construcţie au în vedere stabilirea: - umidităţii materialelor; - densităţii materialelor; - gradului de degradare a materialelor. La efectuarea determinărilor se vor avea în vedere prevederile din reglementările tehnice specifice (metodologice şi de produs). Prelevarea probelor se face atât din zonele afectate de degradări cât şi din cele în stare normală astfel încât să nu se producă degradări ale materialelor care să conducă la rezultate eronate asupra caracteristicilor lor. Numărul de probe prelevate şi locurile din care se face această prelevare vor fi stabilite de la caz la caz, în funcţie de mărimea elementului şi situaţia de fapt constatată (amploarea degradărilor etc.). 7.4.2.1.1 Determinarea umidităţii materialelor Metoda de determinare prin prelevare de probe este cea mai precisă. Ea constă în: - extragerea de probe cu o metodă care să nu influenţeze regimul higrotermic al materialului (este interzisă extragerea de probe prin carotare cu jet de apă); - ambalarea imediată în ambalaje etanşe la aer; - transportul la laborator cât mai rapid posibil încât să se evite schimbarea regimului higrotermic al probelor; - cântărirea probelor cu balanţe de precizie;

102

- uscarea în etuve cu temperatură reglabilă la temperatura caracteristică tipului de material analizat; - cântărirea periodică până la masă constantă a probelor; - calcularea umidităţii probelor; - analiza comparativă a umidităţii determinate, cu umiditatea naturală caracteristică tipului de material analizat, specificată în standardele de produs. 7.4.2.1.2 Determinarea densităţii materialelor Determinarea densităţii constă în cântărirea probelor şi măsurarea (calcularea) volumului probelor, în condiţiile specificate în standardele de produs. Densitatea se determină pe probe uscate în prealabil până la masă constantă. 7.4.2.1.3 Determinarea gradului de degradare a materialelor Gradul de degradare a materialelor se poate determina prin examinare microscopică sau prin determinarea, atunci când este posibil, a rezistenţelor mecanice. 7.4.2.2 Metode de determinare nedistructive „in situ" Determinările nedistructive „in situ" se fac în vederea aprecierii: - umidităţii materialelor din componenţa elementelor de construcţie; - performanţelor de izolare termică a elementelor de construcţie; - gradului de permeabilitate la aer a elementelor de construcţie; 7.4.2.2.1 Metode de determinare a gradului de umezire a materialelor componente Determinarea la faţa locului a umidităţii materialelor din componenţa elementelor de construcţie se face cu ajutorul umidometrelor electrice. Metoda de determinare se bazează pe variaţia rezistivităţii electrice a materialelor în funcţie de umiditatea lor. Metoda este puţin precisă şi presupune etalonarea prealabilă a instrumentului de măsură pentru fiecare tip de material. Se recomandă utilizarea acestei metode atunci când zona de testat se întinde pe o suprafaţă mare sau când, din diferite motive, nu pot fi prelevate probe. 7.4.2.2.2 Metode de determinare a performanţelor de izolare termică a elementelor de construcţie a) Metoda termografiei în infraroşu Una din cele mai eficiente şi mai rapide metode de investigare a performanţelor termice a elementelor de construcţie la clădiri în exploatare este metoda termografiei în infraroşu. Termografia este o metodă de indicare şi reprezentare a distribuţiei temperaturii pe suprafaţa elementelor de construcţie componente ale anvelopei clădirii cu ajutorul unui sistem de detecţie în infraroşu, atunci când există o diferenţă de temperatură pe cele două feţe ale elementelor de construcţie.

103

Metoda termografiei în infraroşu este o metodă calitativă de detecţie a neregularităţilor privind izolarea termică a elementelor de construcţie şi etanşeitatea la aer. Radiaţia termică, care depinde de temperatura suprafeţei testate, este convertită de sistemul de detecţie în infraroşu, rezultând o imagine termică (termogramă). Din analiza termogramelor se obţin date referitoare la izolarea termică şi la etanşeitatea la aer a elementelor de construcţie/clădirii. Examinarea elementelor de construcţie (anvelopei clădirilor) cu sistemul de detecţie în infraroşu se poate face fie pe suprafaţa interioară (caldă), fie pe suprafaţa exterioară (rece). Pe suprafaţa interioară, zonele mai slab izolate sunt mai reci şi vor apărea pe termograme în nuanţe mai închise. Pe suprafaţa exterioară, aceste zone au temperaturi mai ridicate şi deci vor apărea în termograme în nuanţe apropiate de alb. Pentru imaginea în culori există o scară a culorilor în funcţie de variaţia temperaturii. In principiu, termografierea unei părţi de clădire cuprinde următoarele operaţii: - determinarea distribuţiei temperaturii pe suprafaţa elementului de construcţie (anvelopei clădirii) din distribuţia temperaturii radiante aparente obţinută cu sistemul de detecţie în infraroşu; - stabilirea dacă această distribuţie este „anormală", adică dacă există defecte de izolare, prezenţa umidităţii, infiltraţii de aer; - estimarea tipului şi întinderii acestor defecte. Pentru a se putea stabili dacă variaţiile observate în proprietăţile de izolare termică sunt „anormale", termogramele obţinute trebuie să fie comparate cu distribuţia temperaturii superficiale presupusă a fi normală. Aceasta poate fi determinată fie prin calcul, pe baza caracteristicilor de proiectare termotehnică ale elementelor de construcţie (anvelopei clădirii) şi a parametrilor climatici din timpul măsurărilor, fie cu ajutorul unor termograme de referinţă realizate special pentru acest scop, pentru diferite tipuri de structuri, sisteme de izolare, defecte de izolare ce pot să apară în practică etc. Factorii ce pot influenţa imaginea termică a elementului de construcţie (anvelopei) examinat sunt în principal următorii: - proprietăţile radiative ale suprafeţei văzute (tipul materialului de finisaj); - factorii climatici (curenţi de aer, însorire, variaţii de temperatură); - posibilitatea de acces, etc. Pentru obţinerea unei imagini termice cât mai corecte, la execuţia unei examinări termografice trebuie să se asigure un regim aproximativ staţionar. Examinarea pe interior este mai uşoară decât cea pe exterior, dar ea este limitată la examinarea unui singur element de construcţie. Pentru o imagine de ansamblu a mai multor elemente de construcţie sau a anvelopei clădirii, examinarea trebuie făcută pe exterior. In oricare din aceste situaţii examenul termografic trebuie efectuat la diferenţe de temperatură şi

104

presiune constante pe feţele elementului de construcţie (anvelopei clădirii). Procedura de examinare termografică cuprinde în principiu următoarele etape: - consultarea documentelor referitoare la elementul de construcţie (anvelopa clădirii) de examinat (planuri, structura elementelor de închidere, tipurile de materiale utilizate, materialele de finisaj şi valoarea emisivităţii lor, orientarea elementului de construcţie (anvelopei) în raport cu punctele cardinale, vecinătăţi etc.); - înregistrarea timpului de începere şi de terminare a examenului termografic; - măsurarea parametrilor de climat exterior (temperatură, viteză şi direcţia vântului, umiditate relativă: - cu 24 ore înainte de începerea examinării; - la începutul examinării; - în timpul examinării; - la sfârşitul examinării; - măsurarea temperaturii aerului interior şi a diferenţei dintre temperatura aerului interior şi exterior; - înregistrarea observaţiilor referitoare la condiţiile solare observate cu 12 ore înainte de începerea examinării şi pe parcursul ei; - măsurarea diferenţei între presiunea aerului pe faţa expusă la vânt a anvelopei şi cea opusă vântului; - înregistrarea observaţiilor referitoare la precipitaţii şi nebulozitate; - pregătirea şi reglarea sistemului de măsurare; - măsurarea (dacă este posibil) cu o altă metodă (de exemplu cu termocupluri) a unei temperaturi de referinţă pe suprafaţa examinată; - efectuarea unei examinări preliminare pentru a stabili zonele de interes, poziţiile de vizare pentru eliminarea eventualelor influenţe (reflexii) de la suprafeţe învecinate etc.; - realizarea termogramelor; - evaluarea termogramelor. Distribuţia temperaturii pe zonele examinate trebuie să fie analizată cu ajutorul planurilor şi a altor documente referitoare la elementele de construcţie (anvelopa clădirii) şi la sistemul de încălzire şi ventilare al clădirii examinate. Distribuţia de temperatură pe suprafaţa analizată este evaluată din termogramele obţinute. Se consideră defecte acele neregularităţi care nu pot fi explicate pe baza proiectului elementului de construcţie (anvelopei) sau pe baza efectelor surselor de căldură, sau nu pot fi atribuite variaţiilor de emisivitate sau valorii coeficientului de transfer termic. La evaluarea termogramelor trebuie să fie luate în considerare următoarele: - uniformitatea temperaturii radiante aparente în raport cu secţiunile suprafeţelor structurilor similare în care nu există punţi termice; - regularitatea şi incidenţa secţiunilor mai reci sau mai calde, de exemplu la parapeţi; - localizarea contururilor şi a formei caracteristice a secţiunilor mai reci sau

105

mai calde; - diferenţa măsurată între temperatura „normală" a suprafeţei analizate şi temperatura secţiunilor selectate mai reci sau mai calde. La examinările efectuate cu metoda termografiei în infraroşu se pot considera ca modele de imagini termice ale defectelor ce pot apare următoarele: - infiltraţiile de aer ce se întâlnesc la îmbinări produc forme neregulate cu margini neregulate şi variaţii mari de temperatură; - lipsa izolaţiei termice produce forme regulate şi bine definite, neasociate cu aspectul structurii elementului de construcţie, iar variaţia de temperatură pe aria defectului este relativ uniformă; - prezenţa umidităţii în structură produce în mod normal o imagine pestriţă şi difuză iar variaţiile de temperatură sunt relativ mici. Deşi metoda termografiei în infraroşu este, în principiu o metodă calitativă de investigare a izolării termice a elementelor de construcţie (anvelopei clădirii), ea poate fi utilizată şi pentru determinarea cantitativă a gradului de izolare termică prin stabilirea câmpului de temperatură. Aceasta se poate face fie prin utilizarea de aparatură dotată cu termometru în infraroşu şi sistem computerizat, fie prin măsurarea cu alte metode (termocupluri, termorezistenţe) a temperaturii într-un punct şi raportarea sistemului de izoterme, obţinut în termograme, la această temperatură. Termografierea poate fi asociată cu măsurări ale fluxului termic care străbate elementul de construcţie testat, utilizând metoda termofluxmetrică. b) Metoda termofluxmetrică Metoda termofluxmetrică poate fi utilizată pentru stabilirea „in situ" a rezistenţei termice specifice a unui element de construcţie. Principiul metodei constă în măsurarea densităţii fluxului termic ce străbate elementul de construcţie şi a temperaturii pe feţele acestui element. Pentru determinarea densităţii fluxului termic se utilizează o placă termofluxmetrică (fluxmetru), constituită dintr-o baterie de termocupluri legate în serie. Fluxmetrul este protejat cu folii pe ambele feţe, care au rolul atât de protecţie a sudurii termocuplurilor cât şi de uniformizare a tempera-turii pe suprafaţa ei de măsurare. Fluxmetrul are în componenţă două zone, una centrală, denumită zonă de măsurare şi una perimetrală, denumită zonă de gardă. Tensiunea electromotoare furnizată de fluxmetru, la trecerea unui flux termic, este înregistrată cu un aparat de măsură specific. Temperatura pe suprafaţa elementului de construcţie se măsoară cu termocupluri legate la un instrument de măsură specific. La efectuarea măsurărilor trebuie să se aibă în vedere următoarele: - realizarea unui regim termic staţionar între cele două ambianţe de pe feţele elementului de construcţie;

106

- dimensiunile în plan ale zonei (de pe suprafaţa elementului de construcţie) alese pentru măsurări trebuie să fie astfel încât să permită amplasarea integrală a fluxmetrului şi a senzorilor de temperatură (termocuplurilor); - aplicarea fluxmetrului şi a termocuplurilor se va face cu mijloace care să asigure un contact termic, cât mai perfect, cu suprafaţa elementului de construcţie şi care să nu schimbe regimul termic (pelicule cu emisivitate apropiată de cea a suprafeţei etc.); - pentru asigurarea unui grad de precizie a măsurărilor cât mai ridicat, prin reducerea la minim a erorilor datorate pierderilor de căldură laterale, alegerea dimensiunilor fluxmetrului (zonă de măsură, zonă de gardă) se va face în funcţie de grosimea elementului de construcţie analizat; - senzorii de măsură (fluxmetru, termocupluri) trebuie să fie amplasaţi în zone reprezentative ale elementului de construcţie, cu temperatură uniformă pe suprafaţă şi unde densitatea de flux termic poate fi considerată ca unidirecţională; - senzorii de măsură nu trebuie să fie instalaţi în apropierea punţilor termice, a fisurilor sau altor surse ce pot da erori; ei nu trebuie să fie sub influenţa directă a unor surse de încălzire, răcire sau de flux forţat de aer; - suprafaţa exterioară a elementului de construcţie trebuie să fie protejată la ploaie, zăpadă, radiaţie solară directă; - senzorii pentru măsurarea temperaturii pe suprafaţa elementului de construcţie (termocuplurile) trebuie să fie repartizaţi uniform pe zona de măsurare şi să fie plasaţi faţă în faţă pe cele două feţe (caldă şi rece) ale elementului; - termocuplurile trebuie să fie realizate din fire cu diametrul de maxim 0,25 mm; - amplasarea termocuplurilor se face: - fie sub fluxmetru; - fie pe suprafaţa elementului de construcţie, la nivelul fluxmetrului; - fie pe suprafaţa liberă a fluxmetrului; - termocuplurile vor fi fixate pe suprafaţa de măsurare astfel încât să se realizeze un contact termic cât mai perfect în zona sudurilor, iar firele vor fi, de asemenea, fixate pe o lungime de minim 100 mm; - durata şi timpul de efectuare a măsurărilor este în funcţie de tipul elementului de construcţie analizat, astfel: - pentru elemente de construcţie uşoare (cu capacitate termică pe unitatea de suprafaţă mai mică de 20 kJ/(m2 K) şi rezistenţă termică specifică mai mică de 1 m2 K/W se recomandă ca măsurările să se efectueze în timp de noapte la o oră după apusul soarelui până la răsăritul soarelui, pentru evitarea efectelor radiaţiei solare, până ce rezultatele obţinute în trei nopţi succesive nu diferă cu mai mult de ± 2 %; - pentru celelalte elemente (elemente de construcţie mai grele) se recomandă ca măsurările să se efectueze pe o perioadă care este un multiplu de 24 ore, dar nu mai puţin de 72 ore, până când rezistenţa termică de la sfârşitul măsurărilor nu diferă cu mai mult de ± 2 % de valoarea obţinută cu 24 ore mai înainte. 7.4.2.2.3 Metode de determinare a permeabilităţii la aer a încăperilor/elementelor de construcţie Permeabilitatea la aer se determină fie prin 1/metoda presurizării şi

107

depresurizării, fie prin 2/metoda gazului trasor. a) Metoda presurizării şi depresurizării Metoda presurizării şi depresurizării se bazează pe crearea unei diferenţe de presiune între interiorul şi exteriorul încăperii, respectiv pe suprafeţele elementului de construcţie încercat şi măsurarea cantităţii de aer care se infiltrează. Testele pentru determinarea permeabilităţii la aer a elementelor de construcţie/încăperilor este recomandabil să fie efectuate în următoarele condiţii meteorologice: - viteza vântului: maxim 6 m/s; - produsul dintre înălţimea la care se găseşte elementul de construcţie/încăperea şi diferenţa dintre temperatura aerului interior şi exterior: maxim 500 mK. In esenţă, metoda de determinare constă în pomparea sau aspirarea aerului în/sau din volumul încăperii ce face obiectul testării, după ce, în prealabil, au fost etanşate gurile de vizitare a instalaţiilor, trecerile conductelor prin elementele de construcţie, canalele de ventilare etc. In cazul în care încercarea se referă la un element de construcţie având rol de închidere, se realizează un montaj constituit dintr-o ramă cu dimensiuni variabile care se montează pe suprafaţa elementului de construcţie şi în care se fixează o folie impermeabilă la aer, delimitându-se astfel suprafaţa elementului testat prin care se face schimbul de aer. Instrumentul de măsură este cuplat la acest montaj. Aerul va fi pompat în spaţiul creat între cadrul cu folie şi elementul de construcţie. După stabilirea unui flux staţionar de aer se măsoară cantitatea de aer care se infiltrează prin neetanşeităţile încăperii/elementului de construcţie, prin fixarea unei variaţii controlabile a diferenţei de presiune între interior şi exterior. Aspirarea sau pomparea aerului se face cu un ventilator cu viteză variabilă şi cu flux de aer reglabil, ventilator prevăzut cu manometre de precizie, pentru măsurarea diferenţei de presiune a aerului. Atunci când se realizează un regim staţionar, se poate considera că debitul de aer al ventilatorului este egal cu debitul de aer ce se infiltrează prin neetanşeităţile încăperii/elementului de construcţie. Determinarea presupune citirea debitului de aer (Vr). b) Metoda diluţiei gazului trasor Metoda diluţiei gazului trasor constă în măsurarea concentraţiei unui gaz introdus în interiorul încăperii. Gazul trasor este un gaz care poate fi amestecat cu aerul şi măsurat în concentraţii foarte mici. Determinarea permeabilităţii la aer cu metoda gazului trasor se poate realiza prin una din următoarele variante: - prin introducerea unei cantităţi de gaz şi măsurarea în timp a concentraţiei gazului (metoda scăderii concentraţiei); - prin introducerea unei cantităţi constante de gaz astfel încât să fie

108

asigurată o rată constantă a fluxului de gaz şi măsurarea variaţiei în timp a valorii concentraţiei gazului (metoda injecţiei constante); - prin menţinerea unei concentraţii constante de gaz şi măsurarea cantităţii de gaz introduse (metoda concentraţiei constante). In principiu, metoda constă în introducerea unui volum mic de gaz trasor în zona analizată, astfel încât să producă o concentraţie suficientă care să fie cuprinsă în limitele de detecţie ale analizorului de gaz. Gazul trasor trebuie să fie amestecat cu aerul cu ajutorul unui ventilator, astfel încât să fie realizată o distribuţie uniformă a acestuia în întreg volumul incintei. Concentraţia gazului, în timpul determinărilor, nu trebuie să difere cu mai mult de 10 % în diferitele zone ale volumului analizat. Sondele de măsurare a concentraţiei trebuie să fie uniform distribuite în volumul incintei analizate. 7.4.3 Evaluarea prin calcul Evaluarea prin calcul reprezintă etapa finală a evaluării, prin care se urmăreşte să se verifice dacă performanţele termotehnice ale elementelor de construcţie analizate satisfac actualele niveluri de performanţă normate şi corespondenţa între rezultatele obţinute pe cale experimentală şi cele obţinute prin calcul. Evaluarea prin calcul a performanţelor termotehnice ale elementelor de construcţie ale clădirilor existente presupune evaluarea rezistenţelor termice ale acestor elemente şi necesită cunoaşterea materialelor, straturilor componente, a neomogenităţilor elementului şi a modului de îmbinare cu elementele adiacente. La calculul rezistenţelor termice trebuie luate în considerare caracteristicile termotehnice reale pe care le prezintă materialele existente în structura elementelor clădirii, determinate în urma măsurărilor experimentele şi a sondajelor efectuate în fazele anterioare fazei de calcul. La clădirile la care, din diverse motive, nu s-au putut efectua investigaţii prin măsurări experimentale, calculul rezistenţei termice se poate face ţinând seama de coeficienţii de depreciere a conductivităţii termice tab.7.2. Pentru estimarea costurilor lucrărilor de reabilitare termotehnică se vor considera următoarele cheltuieli: - costul lucrărilor de reparare/înlocuire a straturilor (componente ale elementelor de construcţie) care prezintă degradări; - costul lucrărilor de izolare termică suplimentară şi de protecţie a acestora; - costul desfacerii şi refacerii finisajelor, echipamentelor, instalaţiilor etc.; - costurile implicate de eventuala întrerupere a funcţiunii clădirii pe durata executării lucrărilor de intervenţii.

109

Tab. 7.2 Coeficienţi de depreciere a conductivităţii termice a materialelor utilizate la clădirile existente

Material/produs Vechime Coeficient de depreciere Observaţii

mai mare de 30 de ani 1,03 în stare uscată - 1,15 afectat de condens

zidărie din cărămidă sau blocuri ceramice - 1,30 afectat de igrasie

mai mare de 20 de ani 1,05 în stare uscată - 1,15 afectat de condens

zidărie din blocuri de b.c.a. sau betoane uşoare - 1,30 afectat de igrasie

mai mare de 20 de ani 1,03 în stare uscată - 1,10 afectat de condens

zidărie din piatră - 1,20 afectat de igrasie

- 1,00 în stare uscată - 1,10 afectat de condens

beton armat - 1,10 afectat de igrasie

mai mare de 30 de ani 1,03 în stare uscată

- 1,10 afectat de condens

betoane cu agregate uşoare - 1,20 afectat de igrasie

mai mare de 30 de ani 1,03 în stare uscată - 1,10 afectat de condens

tencuială - 1,30 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,15 în stare uscată - 1,30 afectat de condens

vată minerală în vrac, saltele sau pâsle - 1,60 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,10 în stare uscată - 1,30 afectat de condens

vată minerală - plăci rigide - 1,60 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,05 în stare uscată - 1,10 afectat de condens

polistiren expandat - 1,15 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,02 în stare uscată - 1,05 afectat de condens

polistiren extrudat - 1,10 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,10 în stare uscată - 1,15 afectat de condens

poliuretan celular - 1,25 afectat de igrasie

mai mare de 10 ani 1,10 fără degradări vizibile pereţi din paiantă sau chirpici - 1,30

cu degradări (fisuri, umezire etc.)

mai mare de 10 ani 1,05 fără degradări vizibile elemente din lemn - 1,30

cu degradări (fisuri, microorganisme etc.) sau umede

111

CAP.8 TIPURI DE DEGRADĂRI APĂRUTE ÎN EXPLOATAREA CLĂDIRILOR Principalele degradări semnalate în decursul exploatării sunt: - fenomene de condens interior, care în unele cazuri conduc la apariţia mucegaiului; - diminuarea în timp a rezistenţei termice a elementelor de închidere; - infiltraţii de aer; - infiltraţii de apă; - degradarea tencuielilor exterioare. Cauzele care conduc la apariţia acestor degradări sunt: - cauze de concepţie; - cauze de execuţie; - cauze de exploatare. 8.1 Fenomene de condens interior Fenomenele de condens interior apar pe suprafaţa elementelor de închidere în cazul în care elementele respective au o rezistenţă specifică la transfer termic necorespunzătoare condiţiilor de microclimat interior (temperatura şi umiditatea relativă a aerului interior), ceea ce conduce la o temperatură pe suprafaţa interioară a elementelor de închidere mai mică decât temperatura punctului de rouă. Cauze de concepţie Rezistenţa la transfer termic a elementelor de închidere utilizate pe scară largă în România prezintă o diversitate foarte mare, fiind în funcţie de concepţia de proiectare şi execuţie a elementului de închidere, precum şi de perioada de realizare. Fenomenele de condens au apărut pe suprafeţele de beton: stâlpi, grinzi, centuri, buiandrugi (în cazul clădirilor având structura din zidărie portantă sau din cadre de beton armat cu zidărie de umplutură) sau pe nervurile din beton armat care asigură legătura între feţele de beton (în cazul clădirilor din panouri mari sau diafragme turnate în cofraje glisante). Fenomene de condens au mai apărut şi la unele elemente de construcţie la care au fost aplicate soluţii necorespunzătoare de îmbunătăţire a protecţiei termice, de exemplu realizarea stratului termoizolant suplimentar cu materiale neeficiente sau de grosime mică, placarea pe interior/exterior fără să se efectueze prelungirea izolaţiei termice suplimentare pe suprafeţele adiacente elementului placat (tavan, pereţi adiacenţi, atic) etc. De asemenea, fenomene de condens se semnalează în spatele izolaţiei termice suplimentare aplicate pe interior, în cazurile în care s-au folosit materiale termoizolante cu o slabă rezistenţă la difuzia vaporilor de apă. Cauze de execuţie Ca urmare a unei execuţii neîngrijite, se semnalează punţi termice de dimensiuni mai mari decât cele prevăzute în proiect, datorate: - dimensiunilor mai mari ale stâlpilor, grinzilor, centurilor sau buiandrugilor, în cazul închiderilor din zidărie;

112

- lăţimilor mai mari decât cele proiectate, în cazul nervurilor din beton armat ale panourilor mari prefabricate; - omiterii montării termoizolaţiei la îmbinarea dintre panourile mari şi elementele interioare de compartimentare. Ca urmare a acestor deficienţe creşte procentul de punţi termice, scăzând în mod corespunzător rezistenţa termică a pereţilor exteriori. Cauze de exploatare Principala cauză care conduce la fenomene de condens o constituie neasigurarea temperaturii aerului interior la valorile standardizate, pe fondul unor rezistenţe termice reduse. O altă cauză care a condus la amplificarea fenomenelor de condens din procesul de exploatare a constat în depăşirea umidităţii relative interioare faţă de cea luată în calcul la proiectare, care s-a datorat în principal: încălzirii suplimentare a locuinţelor cu aragazul, ocupării a una-două camere încălzite suplimentar, reducerii aerisirii încăperilor, uscării rufelor în interiorul încăperilor, prezenţei plantelor de apartament, etc. 8.2 Diminuarea în timp a rezistenţei termice a elementelor de închidere Diminuarea în timp a rezistenţei termice a elementelor de închidere se datorează, în principal, următoarelor cauze: - umezirii materialului termoizolant, situaţie în care aerul din porii materialului a fost înlocuit cu apa provenită din condensarea vaporilor în structura peretelui; - degradării termoizolaţiei datorită îngheţului apei din porii materialului; - creşterii dimensiunilor rosturilor dintre plăcile termoizolante datorită contracţiilor în timp ale materialului termoizolant; - creării unor zone neizolate la partea superioară a peretelui, respectiv micşorarea grosimii termoizolaţiei la planşee, ca urmare a tasării materialelor termoizolante. Cauze de concepţie Acest tip de degradare a apărut la elementele de închidere care nu au avut prevăzută în structură, pe faţa caldă a termoizolaţiei, o barieră contra vaporilor eficientă - în cazul pereţilor, respectiv barieră contra vaporilor şi straturi de difuzie a vaporilor de apă - în cazul acoperişurilor. De asemenea, acest tip de degradare s-a mai semnalat şi la pereţii care la exterior au fost finisaţi cu un strat impermeabil la vapori (placaje ceramice glazurate) pe întreaga suprafaţă exterioară a peretelui. Reducerea rezistenţei termice s-a produs şi datorită prevederii de materiale termoizolante necorespunzătoare în raport cu acţiunile şi condiţiile de exploatare. Cauze de execuţie Diminuarea rezistenţei termice în timp din cauza acumulării de umiditate în interiorul elementului de închidere sau degradării produse de fenomenele

113

repetate de îngheţ-dezgheţ se datorează, în principal, neasigurării, la execuţie, a continuităţii barierei contra vaporilor sau a comunicării directe a stratului de difuzie cu atmosfera exterioară. O altă cauză care a condus la diminuarea rezistenţei termice a anvelopei a constituit-o execuţia defectuoasă, cu rosturi mai mari decât cele admisibile între plăcile termoizolante, sau folosirea unor materiale termoizolante necorespunzătoare (plăci termoizolante de natură fibroasă slab liate sau liate cu un material degradabil în timp). Cauze de exploatare Acest tip de degradare a fost întâlnit la elementele de construcţie ale încăperilor cu umidităţi relative interioare ridicate sau la care elementele de închidere au prezentat fenomene de condens pe suprafaţa lor interioară. 8.3 Infiltraţii de aer Infiltraţiile de aer se semnalează în zona elementelor de tâmplărie exterioară. Aceste infiltraţii au ca efect principal scăderea confortului termic interior, în special în zone din vecinătatea ferestrelor sau uşilor exterioare şi creşterea consumului de combustibil în exploatare. Cauze de concepţie In majoritatea cazurilor a fost utilizată tâmplărie cu permeabilitate la aer ridicată (fără garnituri de etanşare sau cu garnituri cu durabilitate scăzută), etanşeitatea tâmplăriei fiind realizată doar prin profilul tocului şi cercevelelor, iar etanşeitatea geamurilor prin intermediul chitului de geam sau prin baghete de lemn. O altă cauză o constituie neetanşarea cu material termoizolant a spaţiului de aer creat între tocul tâmplăriei şi golul de tâmplărie din elementul de închidere. Cauze de execuţie Acest tip de degradări se datorează în principal: - abaterilor dimensionale mai mari decât cele admisibile cu care s-au executat elementele de tâmplărie; - utilizarea materialului lemnos umed; - neasigurării continuităţii chitului de geam şi a garniturilor de etanşare; - executării în pereţi a unor goluri cu abateri mai mari decât cele admisibile; - neexecutării etanşării cu material termoizolant a spaţiului liber dintre tocul tâmplăriei şi golul din perete. Cauze de exploatare Infiltraţiile de aer se datorează în principal degradării lemnului din care este confecţionată tâmplăria sau îmbătrânirii cordonului de chit sau a garniturii de etanşare şi datorită neexecutării corespunzătoare a lucrărilor de întreţinere. 8.4 Infiltraţii de apă Infiltraţiile de apă apar la elementele de închidere atunci când s-a degradat

114

stratul impermeabil de protecţie de pe faţa exterioară. Cele mai des întâlnite sunt: - infiltraţiile de apă din acoperiş; - infiltraţiile de apă din subsoluri; - infiltraţiile de apă din rosturile dintre elementele prefabricate de faţadă. Cauze de concepţie La acoperiş, infiltraţiile de apă se datorează degradării structurii hidroizolante. Acest defect apare la acoperişurile la care structura hidrofugă sau stratul de protecţie al hidroizolaţiei nu au fost alese corespunzător. S-a semnalat degradarea stratului hidroizolant şi datorită incompatibilităţii conlucrării dintre stratul hidroizolant şi stratul termoizolant pe care acesta a fost lipit. Acest fenomen se observă în special în cazul lipirii stratului hidroizolant direct pe stratul de polistiren celular. Infiltraţiile de apă au apărut şi ca urmare a reducerii numărului de straturi hidroizolante, eliminării stratului de difuzie, a barierei contra vaporilor sau a protecţiei hidroizolaţiei, ca urmare a unor măsuri nejustificate de reducere a costurilor şi consumurilor materiale. Infiltraţiile de apă din subsoluri s-au datorat neasigurării continuităţii straturilor hidroizolante orizontale şi verticale, alegerii unei structuri necorespunzătoare sau ancorării insuficiente a straturilor hidroizolante, în cazul apelor cu presiune. Cauze de execuţie Infiltraţiile de apă se datorează în principal neasigurării continuităţii straturilor hidroizolante (petrecerii insuficiente, lipsei straturilor hidroizolante suplimentare la racordarea elementelor orizontale cu cele verticale), nelipirii uniforme a foliilor de etanşare, neasigurării continuităţii cordonului de chit de etanşare şi executării necorespunzătoare a lucrărilor pregătitoare pentru aplicarea acestora. Cauze de exploatare Infiltraţiile de apă s-au produs datorită deteriorării hidroizolaţiei la acoperişuri din cauza circulaţiei sau depozitării unor obiecte care au depăşit sarcinile admisibile ale structurilor hidroizolante sau din cauza montării ulterioare de antene sau captatori solari pe acoperişuri etc. Infiltraţiile de apă dintre rosturile panourilor mari s-au datorat îmbătrânirii materialelor utilizate la închiderea rosturilor (foliei hidroizolante şi a chitului de etanşare - în cazul sistemului cu rosturi închise sau deteriorării profilelor din PVC - în cazul sistemului cu rosturi deschise).

115

CAP. 9 SOLUŢII DE PRINCIPIU PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA PROTECŢIEI TERMICE LA CLĂDIRILE EXISTENTE Realizarea reabilitării şi modernizării termice şi energetice a clădirilor se realizează pe baza soluţiilor şi detaliilor curente de izolare termică suplimentară a elementelor de construcţie perimetrale (pereţi exteriori, planşee de terasă, planşee de pod, planşee peste subsoluri neîncălzite, plăci pe sol, tâmplărie exterioară ş.a.) prezentate în continuare. Aceste soluţii şi detalii au caracter general, de principiu şi reprezintă un reper de concepte şi de alcătuire. La elaborarea detaliilor de execuţie, concomitent cu respectarea condiţiilor termotehnice, este obligatoriu a se verifica şi respectarea exigenţelor de rezistenţă şi stabilitate, durabilitate, izolare hidrofugă şi fonică, siguranţă în exploatare etc., conform reglementărilor tehnice în vigoare. La suplimentarea izolaţiei termice a elementelor de construcţie care compun anvelopa clădirilor existente şi la îmbunătăţirea detaliilor de zone caracteristice ale acestora, este important să se urmărească: - prevederea unor izolaţii termice suplimentare adecvate (cu caracteristici higrotermice corespunzătoare : λ, ρ, 1/KD etc.), cu o grosime suficientă, evitând materialele care ar necesita dimensiuni excesive; se recomandă termoizolaţii eficiente (λ < 0,06 W/mK): polistiren expandat, polistiren extrudat, plăci rigide din vată minerală sau din sticlă, spumă poliuretanică ş.a.; - izolarea termică suplimentară în dreptul punţilor termice, urmărind diminuarea efectului negativ al acestora asupra pierderilor de căldură şi asupra câmpului de temperaturi de pe suprafeţele interioare ale elementelor care compun anvelopa clădirii, evitând în acest fel posibilitatea apariţiei condensului superficial; - amplasarea judicioasă a izolaţiei termice suplimentare, evitând poziţionarea defectuoasă sub aspectul difuziei vaporilor de apă şi al stabilităţii termice; - adoptarea unor soluţii eficiente din punct de vedere economic, evitând consumurile de materiale şi costurile excesive. Se vor avea în vedere următoarele aspecte importante: - Corectarea în cât mai mare măsură a punţilor termice, ţinându-se seama şi de zona de influenţă a acestora. - Realizarea unei continuităţi a izolaţiei termice, atât fizic cât şi ca valoare a rezistenţei termice (aceleaşi rezistenţe termice pentru zone cu alcătuiri diferite). - Realizarea unor coeficienţi liniari de transfer termic - ψ - cât mai reduşi, la nodurile care reprezintă punţi termice geometrice: colţuri ieşinde, intersecţia pereţilor exteriori cu terasa, soclul, conturul tâmplăriei exterioare etc. - Poziţionarea izolaţiei termice suplimentare de preferinţă spre exteriorul elementelor de construcţie. In cazurile în care poziţionarea spre interior a stratului termoizolant este temeinic justificată, se va analiza cu atenţie comportarea la difuzia vaporilor de apă, în vederea limitării condensului interior în sezonul de iarnă şi asigurării evaporării acestuia în sezonul cald.

116

Se vor prevedea în mod adecvat, bariere contra vaporilor. - Asigurarea unei stabilităţi termice corespunzătoare, atât pentru condiţiile de iarnă, cât şi pentru cele de vară. In cazul elementelor de construcţie uşoare, prin suplimentarea corespunzătoare a izolaţiei termice se va urmări realizarea unor soluţii de elemente de construcţie cu rezistenţe termice sporite. - Prevederea unor tencuieli adecvate la interior şi la exterior care să asigure impermeabilitate la apă şi permeabilitate la vaporii de apă. La modernizarea termotehnică a clădirilor de locuit existente, se recomandă realizarea următoarelor valori pentru rezistenţele termice corectate: - pereţi exteriori (zona opacă) R' ≥ 2,00 m2 K/W; - planşee peste ultimul nivel sub terase şi poduri neîncălzite R' ≥ 3,00 m2 K/W; - planşee peste subsoluri neîncălzite R' ≥ 1,60 m2 K/W; - planşee care delimitează clădirea la partea inferioară, de exterior R' ≥ 4,00 m2 K/W; - plăci pe sol R' ≥ 4,00 m2 K/W; - tâmplărie exterioară R’ ≥ 0,50 m2 K/W. Alegerea soluţiei de termoizolare suplimentară a unui element de construcţie care face parte din anvelopa unei clădiri de locuit, se face respectând metodele de analiză şi de calcul stabilite in reglementările tehnice. Principalele criterii, exigenţe şi niveluri de performanţă din punct de vedere termo-higro-energetic care trebuie avute în vedere la alegerea soluţiilor de îmbunătăţire a protecţiei termice, cu ocazia elaborării proiectelor de modernizare a clădirilor, sunt, în principal, următoarele: - asigurarea unui confort termic superior în sezonul rece, inclusiv în ceea ce priveşte indicii PMV şi PPD); - îmbunătăţirea microclimatului interior în sezonul cald. În principal prin mărirea stabilităţii termice, dar şi prin luarea unor măsuri de reducere a efectelor însoririi excesive: reducerea, în cât mai mare măsură, a necesarului anual de căldură pentru încălzirea clădirilor; reducerea emisiei de substanţe poluante şi în primul rând a emisiei de CO2, prin micşorarea consumului de combustibili şi deci de energie primară (criteriul ecologic): - micşorarea substanţială a cheltuielilor de exploatare pentru încălzirea locuinţelor şi recuperarea cât mai rapidă a cheltuielilor efectuate pentru modernizare. Elaborarea proiectelor de reabilitare şi modernizare termică trebuie să aibă la bază o expertiză tehnică, în conformitate cu legislaţia în vigoare şi pe baza actelor normative din acest domeniu. Lucrările de reabilitare şi modernizare termotehnică au conexiuni şi condiţionări reciproce cu structura de rezistenţă a clădirii, care trebuie analizate. Se menţionează astfel: - Greutatea suplimentară rezultată din lucrările de reabilitare trebuie să nu conducă la depăşirea capacităţii de rezistenţă a elementelor de construcţie

117

structurale, atât la acţiunea încărcărilor gravitaţionale, cât şi la acţiunea seismică. - Lucrările de reabilitare şi modernizare termotehnică trebuie să fie executate în strictă corelare cu lucrările de consolidare structurală, antiseismică. - Prevederea straturilor termoizolante suplimentare la faţa exterioară a anvelopei, creează condiţii favorabile în ceea ce priveşte comportarea structurii la efectul variaţiei de temperatură. - Prevederea unor straturi termoizolante suplimentare pe ambele feţe ale elementelor de construcţie (structurale şi nestructurale) împiedică vizualizarea unor eventuale defecte care pot să apară în timp sub acţiunea seismică, a tasărilor inegale sau a altor acţiuni sau accidente. La alegerea materialelor termoizolante se vor avea în vedere, în principal, următoarele criterii: - caracteristicile termotehnice, mecanice, de rigiditate, de rezistenţă la foc, comportarea la umiditate ş.a.; - caracteristicile cerute de poziţia materialului termoizolant în construcţie şi de solicitările la care este supus; - criteriul economic, de optimizare; - caracteristici privind manipularea şi punerea în operă. O atenţie deosebită trebuie acordată respectării riguroase a tuturor prevederilor din actele normative în vigoare referitoare rezistenta la foc a tuturor materialelor prevăzute în proiectele modernizare, dar în primul rând, a materialelor termoizolante. Se menţionează, de exemplu, că polistirenul expandat, care este unul din materialele termoizolante cele mai eficiente, este produs în multe sortimente, dintre care unele se caracterizează printr-o comportare necorespunzătoare la acţiunea focului: temperatură de topire scăzută, degajări de gaze toxice la temperaturi ridicate ş.a. Ca urmare utilizarea acestor sortimente impune anumite restricţii şi condiţionări, referitoare în special la amplasare (la exteriorul sau la interiorul clădirii) şi la alcătuirea şi grosimea stratului de protecţie. Atenţie specială trebuie acordată şi realizării unei protecţii corespunzătoare la acţiunea apei, sub diverse forme, astfel: - izolarea hidrofugă propriu-zisă, prin prevederea unor straturi hidroizolante; - etanşarea hidrofugă pe conturul tâmplăriei exterioare; - folosirea unor straturi de protecţie a straturilor termoizolante, din materiale hidrofobe, etanşe şi fără risc de fisurare; - evitarea umezirii excesive a straturilor termoizolante, printr-o corectă rezolvare a problemei difuziei vaporilor de apă prin elementele de construcţie; - uscarea elementelor de construcţie existente umede, ca o condiţie prealabilă prevederii unor straturi termoizolante suplimentare; - asanarea subsolurilor, repararea conductelor de instalaţii termice şi sanitare din subsoluri etc.

118

9.1 SOLUŢII PENTRU PEREŢI EXTERIORI Îmbunătăţirea protecţiei termice a pereţilor exteriori se face prin montarea unui strat termoizolant suplimentar, pentru toate soluţiile de alcătuire a acestora, cu excepţia pereţilor cortină şi a pereţilor având o structură ventilată. Amplasarea straturilor termoizolante suplimentare se face, de regulă, pe suprafaţa exterioară a pereţilor existenţi, dar, în unele situaţii, poate fi avută în vedere şi amplasarea pe suprafaţa interioară. Izolarea termică la exterior prezintă următoarele avantaje: - realizează în condiţii optime corectarea majorităţii punţilor termice; - conduce la o alcătuire favorabilă sub aspectul difuziei la vaporii de apă şi al stabilităţii termice; - protejează elementele de construcţie structurale precum şi structura în ansamblu, de efectele variaţiei de temperatură; - nu conduce la micşorarea ariilor utile; - permite realizarea, prin aceeaşi operaţie, a renovării faţadelor; - nu necesită modificarea poziţiei corpurilor de încălzire şi a conductelor instalaţiei de încălzire; - permite utilizarea apartamentelor în timpul executării lucrărilor de reabilitare şi modernizare; - nu afectează pardoselile, tencuielile, zugrăvelile şi vopsitoriile interioare existente. Amplasarea stratului termoizolant suplimentar pe faţa exterioară a pereţilor exteriori prezintă însă şi unele dezavantaje, astfel: - execuţia lucrărilor este mai pretenţioasă decât în cazul amplasării stratului termoizolant la interior; - conduce, de regulă, la modificarea aspectului exterior al faţadei. Izolarea termică la interior prezintă următoarele avantaje: - necesită cheltuieli mai reduse; - necesită o execuţie puţin pretenţioasă; - nu afectează aspectul arhitectural existent al clădirilor, considerent important la clădirile cu valoare istorică sau arhitecturală; - permite reabilitarea termotehnică, independentă, a apartamentelor. Având în vedere avantajele şi dezavantajele celor două soluţii de principiu, rezultă concluzia că principala soluţie care trebuie avută în vedere la reabilitarea termică a pereţilor exteriori existenţi este soluţia amplasării stratului termoizolant suplimentar la exterior. Soluţia amplasării stratului termoizolant suplimentar la interior este o soluţie posibilă, dar domeniul ei de aplicare rămâne restrâns de exemplu la clădirile cu faţade deosebite din punct de vedere arhitectural, de regulă clădiri unicat. Soluţiile de principiu pentru cele două variante de poziţionare a termoizolaţiei suplimentare sunt prezentate în fig.9.1.

119

Fig. 9.1 a, b, c - termoizolaţie suplimentară la exterior; d, e - termoizolaţie suplimentară la interior 1, 2 - strat de protecţie din mortar de ciment armat cu plase sudate; 3 - termoizolaţie suplimentară; 4 - perete exterior existent; 5 - tencuială subţire armată cu ţesătură din fibre de sticlă; 6 - strat de protecţie; 7 - strat de aer ventilat; 8 - zidărie de protecţie din blocuri aşezate pe cant; 9 - strat de protecţie din plăci de tencuială uscată; 10 - distanţieri. Alcătuirea pereţilor exteriori reabilitaţi, cu stratul termoizolant dispus la exterior poate fi: - cu structura compactă; - cu structura ventilată. Alcătuirea pereţilor exteriori reabilitaţi, cu stratul termoizolant dispus la interior poate fi: - cu structura compactă; - cu un strat de aer neventilat/ventilat. In fig.9.1a se prezintă o soluţie de termoizolare la exterior, cu stratul de protecţie realizat din mortar de ciment de marcă min. M100T, având grosimea de 3...5 cm; la grosimi mai mari (5...7 cm) se poate utiliza şi beton cu agregat mărunt (sub 7 mm) de clasă min. Bc 15. Stratul termoizolant, de regulă din plăci de polistiren expandat, este fixat prin lipire pe suprafaţa suport, reparată şi curăţată în prealabil; stratul de lipire se realizează din mortar sau pastă adezivă cu lianţi organici (răşini), lipirea făcându-se: 1/ local, 2/ pe fâşii sau 3/ în puncte. Stratul de protecţie se realizează fie prin turnare, cu cofraj pe o parte, fie prin torcretare, şi se armează cu plase sudate din STNB Φ 4...5 mm cu ochiuri de 100 mm. .

120

Stratul de protecţie, având o greutate semnificativă, trebuie să fie fixat (rezemat şi ancorat), prin intermediul unor bolţuri, dibluri, ancore şi plăcuţe din oţel inoxidabil. In fig. 9.2 şi 9.3 se prezintă două detalii de principiu, astfel:

Fig.9.2 Legătura dintre stratul suport şi stratul de protecţie cu ancore din oţel inoxidabil 1- strat de finisaj; 2 - strat de protecţie; 3 - plasă de rabiţ; 4 - piesă de prindere; 5 – etanşare; 6 - ancoră din oţel inoxidabil; 7 - plasă sudată; 8 - termoizolaţie suplimentară; 9 – perete existent (suport)

Fig.9.3 Legătura dintre stratul suport şi stratul de protecţie cu bolţuri cu expandare 1 - strat de finisaj; 2 - ţesătură din fibre de sticlă; 3 - strat de protecţie din mortar cu lianţi organici; 4 - bolţ din oţel inoxidabil; 5 - termoizolaţie suplimentară; 6 - perete existent (suport) Pe lângă dezavantajul unei greutăţi suplimentare semnificative, soluţia de protecţie cu un strat gros de mortar, prezintă şi dezavantajul important al unei comportări nefavorabile la fenomenul de contracţie şi la efectul variaţiei temperaturilor exterioare. Ca urmare a acestor acţiuni, precum şi a unei execuţii necorespunzătoare, pot să apară în timp fisuri fine, neplăcute la aspect, dar şi dăunătoare din punctul de vedere al protecţiei contra

121

infiltraţiilor de apă şi deci a umeziri materialului termoizolant. Ca urmare, soluţia trebuie aplicată numai în condiţiile luării unor măsuri suplimentare, cum ar fi: - prevederea unei plase din rabiţ din sârmă zincată, cu scopul de a micşora deschiderea microfisurilor; - prevederea unor rosturi de dilataţie, închise cu chituri de etanşare; - utilizarea unor soluţii de finisaj care să atenueze fenomenul de faianţare ş.a. In fig. 9.1b se prezintă o alternativă la soluţia de protecţie descrisă mai sus, faţă de care are avantajele unei greutăţi mult mai reduse şi a unei comportări mai bune faţă de pericolul de fisurare. In această soluţie, stratul termoizolant se realizează, de regulă, din plăci foarte rigide din polistiren expandat ignifugat. Stratul suport trebuie verificat şi eventual reparat, inclusiv în ceea ce priveşte planeitatea, având în vedere că în această soluţie abaterile de la planeitate nu pot fi corectate prin sporirea grosimii stratului de protecţie. Fixarea stratului termoizolant se poate face fie prin lipire, fie mecanic, cu bolţuri din oţel inoxidabil, cu expandare, montate în găuri forate fig.9.3, fie cu ambele procedee. Stratul de protecţie se execută din mortar cu lianţi organici (răşini) în grosime de 5...10 mm, şi se armează cu o ţesătură deasă din fibre de sticlă. Detaliile de racordare şi de îmbinare caracteristice soluţiei cu stratul de protecţie realizat din tencuială subţire prevăd în aceste zone (la colţuri şi decroşuri), dublarea ţesăturilor din fibre de sticlă, sau/şi folosirea unor profile subţiri din aluminiu sau din PVC. Peste stratul de protecţie (grund) se aplică un strat subţire de finisaj, din materiale hidrofobe sau un strat de vopsea acrilică etc. Pe lângă avantajele menţionate mai sus, soluţia prezintă şi dezavantaje, astfel: - o rezistenţă mecanică mai redusă, în special la acţiuni dinamice, ceea ce presupune luarea unor măsuri speciale de consolidare în zonele expuse, de exemplu pe o înălţime de cca. 2,00 m de la cota trotuarului; - un cost relativ mare; - o durată de viaţă garantată, de regulă, la cel mult 20 ani; - limitarea gamei de finisaje posibil de aplicat. In scopul reducerii efectului negativ al punţilor termice trebuie să se asigure în cât mai mare măsură, continuitatea stratului termoizolant şi în special, la racordarea cu soclurile, cu aticele şi cornişele de la terase, cu streşinile acoperişurilor cu pod, precum şi în zona balcoanelor şi loggiilor. In acelaşi scop, este necesar ca pe conturul tâmplăriei exterioare să se realizeze o căptuşire termoizolantă a glafurilor exterioare, inclusiv a solbancurilor, fig. 9.4.

122

Fig.9.4 Detalii de racordare a stratului de protecţie din tencuială subţire a - colţuri ieşinde; b - glaf exterior vertical; c - atic; d - glaf exterior orizontal superior; e – soclu. 1 - perete existent (suport); 2 – termoizolaţie suplimentară; 3 - strat de protecţie din tencuială subţire; 4 - profil metalic; 5 - bolţ; 6 - tâmplărie; 7 - sorţ din tablă; 8 - trotuar

123

Referitor la plăcile de balcon (fig.9.5), dacă este posibil din punct de vedere constructiv, se recomandă ca şi acestea să fie prevăzute cu straturi termoizolante pe ambele feţe (ca şi plăcile de loggii).

Fig.9.5 Izolarea plăcilor de balcon 1- strat de protecţie; 2 - termoizolaţie suplimentară la perete; 3 - perete existent; 4 - pardoseală; 5 - placă balcon; 6 - planşeu existent; 7 - termoizolaţie suplimentară planşeu; 8 - strat de protecţie In fig. 9.6 se prezintă soluţia de îmbunătăţire a protecţiei termice a pereţilor exteriori pe baza unei structuri ventilate.

Fig.9.6 Termoizolare suplimentară a pereţilor exteriori cu structură ventilată 1 - perete existent; 2 – riglă orizontală; 3 – termoizolaţie suplimentară; 4 - piesă metalică din oţel inoxidabil; 5 - strat de aer ventilat; 6 - riglă verticală; 7 - element de protecţie (finisaj) Deşi prezintă avantaje din punctul de vedere al comportării termotehnice, soluţia are un domeniu restrâns de aplicare, datorită în primul rând costului ridicat. In această soluţie, între stratul termoizolant şi stratul de protecţie se realizează un strat de aer ventilat având o grosime de cel puţin 4 cm. Stratul termoizolant, din plăci din polistiren expandat, vată minerală sau vată de sticlă, se montează între elementele unui caroiaj de şipci din lemn

124

sau din profile metalice inoxidabile, ancorate mecanic cu piese din oţel inoxidabil în pereţii exteriori existenţi. Stratul de protecţie poate fi realizat din piese independente de forma unor ţigle sau prevăzute cu falţuri, din plăci subţiri din beton armat cu fibre de sticlă, din foi (plane, ondulate sau cutate) realizate din tablă inoxidabilă, aluminiu sau mase plastice rezistente la acţiunea radiaţiilor ultraviolete, ş.a. Stratul de protecţie este menţinut în poziţie şi fixat de stratul suport sau de caroiaj, prin intermediul unor piese metalice speciale, inoxidabile. Pentru asigurarea unei bune circulaţii a aerului în spaţiul dintre stratul termoizolant şi stratul de protecţie, trebuie să se realizeze în mod corespunzător ca număr, dimensiuni şi poziţii - orificiile şi fantele de acces (la nivelul soclului) şi de evacuare (la nivelul aticului, cornişei sau streşinii) a aerului. Este de asemenea necesar să se ia măsuri de deviere a circulaţiei aerului la partea inferioară a golurilor de ferestre, precum şi în zona plăcilor de balcon. Stratul termoizolant se protejează pe suprafaţa adiacentă stratului de aer, cu un strat de protecţie antivânt, permeabil la vaporii de apă, eventual caşerat în procesul de confecţionare a plăcilor termoizolante.

9.2 SOLUŢII PENTRU ACOPERISURILE TERASĂ La planşeul peste ultimul nivel, sub terasă, soluţia de reabilitare şi modernizare termotehnică se alege în funcţie de starea straturilor componente existente, care trebuie verificate „in situ". In funcţie de gradul de degradare a straturilor existente, se poate alege una din următoarele soluţii de principiu: - îndepărtarea tuturor straturilor existente până la faţa superioară a planşeului din beton armat şi refacerea lor completă. Soluţia se recomandă atunci când starea tuturor straturilor, inclusiv a materialului din care au fost realizate pantele, nu este corespunzătoare (termoizolaţii cu conţinut mare de apă care nu poate fi îndepărtată prin uscare, praf hidrofob ş.a.). Soluţia se aplică, de asemenea, în situaţia în care, cu ocazia reabilitării terasei, se doreşte schimbarea sistemului de pante sau în situaţia în care grosimea şi/sau greutatea stratului care creează pantele constituie un impediment în adoptarea altor soluţii de reabilitare (fig.9.7). Dacă starea suprafeţei superioare a planşeului de beton este necorespunzătoare, sub bariera contra vaporilor nou executată se poate dispune un strat de egalizare din mortar de ciment. - îndepărtarea tuturor straturilor existente până la faţa superioară a betonului de pantă şi refacerea acestora în condiţiile înlocuirii stratului termoizolant existent cu un nou strat termoizolant, de calitate şi grosime corespunzătoare noilor exigenţe.

125

Fig.9.7 Reabilitarea termică a acoperişurilor terasă în soluţia îndepărtării tuturor straturilor existente până la planşeu a - acoperiş terasă cu structură compactă; b - acoperiş terasă cu structură ventilată; 1- planşeu existent; 2 - barieră de vapori; 3 - termoizolaţie; 4 - strat de protecţie; 5 - strat suport; 6 – hidroizolaţie; 7 - nisip; 8 - dale beton; 9 - pietriş; 10 - canal de ventilare; 11 - strat de pantă Soluţia se recomandă când starea stratului termoizolant nu este corespunzătoare (termoizolaţie umezită, executată din materiale tasabile ş.a.) sau când grosimea, greutatea şi/sau lipsa de eficienţă a materialului termoizolant existent constituie un impediment în adoptarea altor soluţii (fig.9.8).

Fig.9.8 Reabilitarea termică a acoperişurilor terasă în soluţie compactă cu păstrarea straturilor de pantă existente 1 - planşeu existent; 2 - strat de pantă existent (beton, umplutură termoizolantă, plăci din BCA); 3 - şapă; 4 - termoizolaţie suplimentară; 5 - pietriş; 6 - strat de protecţie (suport); 7 - hidroizolaţie; 8 - nisip; 9 - dale beton - îndepărtarea straturilor existente până la hidroizolaţia existentă, în condiţiile menţinerii acesteia cu funcţie de barieră contra vaporilor şi a menţinerii stratului termoizolant existent; montarea unui strat termoizolant

126

suplimentar, de calitate şi grosime corespunzătoare, precum şi a tuturor celorlalte straturi, inclusiv a straturilor hidroizolante; soluţia se recomandă când starea termoizolaţiei existente este bună, dar hidroizolaţia este deteriorată şi se impune refacerea ei. Dacă stratul termoizolant existent este dispus într-o alcătuire ventilată, este necesar să se analizeze oportunitatea păstrării dispozitivelor care asigură accesul şi evacuarea aerului (fig.9.9).

Fig.9.9 Reabilitarea termică a acoperişurilor terasă cu structură ventilată, cu păstrarea straturilor de pantă existente 1 - planşeu existent; 2 - strat de pantă (umplutură termoizolantă, beton); 3 - canal de ventilare; 4 - strat suport; 5 - termoizolaţie suplimentară; 6 - strat suport; 7 - hidroizolaţie; 8 - nisip; 9 - pietriş; 10 – dale beton; 11 - termoizolaţie existentă In unele situaţii, de exemplu dacă menţinerea stratului hidroizolant existent nu este convenabilă sub aspectul comportării la difuzia vaporilor de apă, acest strat poate fi îndepărtat. - realizarea unei terase „ranversate/inversate", prin menţinerea tuturor straturilor existente, inclusiv a straturilor hidroizolante; soluţia presupune îndepărtarea doar a straturilor de protecţie a hidroizolaţiei, executarea unor reparaţii locale ale hidroizolaţiei cu dispunerea eventuală a unui strat hidroizolant suplimentar şi montarea unui strat termoizolant din polistiren extrudat protejat corespunzător, peste hidroizolaţie; soluţia se recomandă când starea tuturor straturilor, inclusiv a stratului hidroizolant este corespunzătoare. Soluţia de terasă inversată prezintă, în comparaţie cu soluţia clasică, următoarele avantaje: - nu este necesară prevederea unui nou strat hidroizolant, ci numai eventuala suplimentare a hidroizolaţiei existente; - se realizează o bună protecţie mecanică şi la acţiunea calorică a razelor solare, a stratului hidroizolant; - hidroizolaţia este protejată de variaţia termică şi de acţiunea radiaţiilor

127

ultraviolete, durata de viaţă fiind astfel mărită; - se obţine o bună comportare la difuzia vaporilor de apă. Având în vedere că în soluţia de terasă inversată stratul termoizolant este supus acţiunii umidităţii, este necesar să se folosească în exclusivitate plăci din polistiren extrudat. Intre stratul de termoizolaţie şi stratul de protecţie se va dispune un strat de separaţie geotextil (având o greutate de cca. 140 g/m2), permeabil la difuzia vaporilor de apă, dar fără a reţine apa. Acest strat are şi rolul de a solidariza între ele plăcile. La acest tip de terasă se poate folosi, de asemenea, ca material termoizolant spumă rigidă de poliuretan cu proprietăţi hidrofobe. Pentru a preveni eventuale deficienţe în exploatarea teraselor inversate, se vor lua următoarele măsuri: - masa stratului de protecţie-lestare trebuie să fie suficient de mare pentru a face faţă sucţiunii din vânt şi tendinţei de plutire a stratului termoizolant; - sub stratul termoizolant este indicat să se prevadă un strat drenant de grosime redusă, cu pante spre gurile de scurgere. Mărirea gradului de protecţie termică a planşeului de terasă, prin amplasarea unui strat termoizolant la nivelul ultimului tavan încălzit, nu se recomandă din considerente de comportare higrotermică defavorabilă (difuzia vaporilor de apă ş.a.). Această soluţie ar putea fi luată în consideraţie însă în cazuri excepţionale, de exemplu în situaţia în care se combină cu soluţia de protecţie termică suplimentară a pereţilor exteriori la faţa interioară, obţinându-se, prin continuitatea stratului termoizolant, o reducere substanţială a efectelor negative ale punţilor termice de pe conturul terasei. In cazul adoptării acestei soluţii este necesară o verificare la difuzia vaporilor de apă şi este obligatorie prevederea unei bariere contra vaporilor pe faţa dinspre interior a stratului termoizolant. In condiţiile în care straturile existente care se păstrează au umiditate ridicată sau atunci când stratul termoizolant este sensibil la umezire (vată minerală), este indicată realizarea teraselor cu structura ventilată. In această alcătuire, stratul termoizolant nou se realizează din 2 straturi, primul având grosimea de 4...6 cm din plăci rigide (de regulă polistiren expandat) dispuse astfel în plan (distanţat) încât să formeze canale de ventilare pe ambele direcţii, care comunică cu exteriorul. Canalele de ventilare se recomandă a avea o lăţime de 4...6 cm şi vor fi dispuse la 50...70 cm unul de altul. Legătura canalelor de ventilare cu exteriorul se realizează prin orificii de ventilare dispuse pe conturul terasei, precum şi prin tuburi deflectoare amplasate în zonele de câmp ale terasei. Suprafaţa aferentă a unui tub deflector este de 80... 120 m2. In cazul amplasării stratului de pantă peste straturile termoizolante, acestea vor fi realizate exclusiv din plăci cu rigiditate mare, pentru a împiedica eventualele tasări sub greutatea dată de stratul de pantă. La utilizarea betonului de pantă pentru a reduce pericolul de fisurare (expus variaţiilor de temperatură) se vor prevedea rosturi de dilataţie şi se va atenua fisurarea prin armarea generală sau parţială cu plase sudate STNB Φ

128

4...5/100x100 mm. Pentru a evita deteriorarea stratului hidroizolant şi avarierea aticelor, ca urmare a dilatărilor şi contracţiilor mai mari ale stratului de beton de pantă în comparaţie cu cele ale unei şape tradiţionale, se recomandă următoarele măsuri suplimentare: - prevederea unui rost de lăţime corespunzătoare pe conturul terasei, la racordarea cu aticul; - folosirea unor straturi hidroizolante de calitate deosebită şi cu caracteristici superioare de elasticitate. Soluţia trebuie aplicată numai în cazurile în care grosimea betonului de pantă este redusă. Pentru toate soluţiile de terase descrise mai sus se vor respecta următoarele: - Se vor prevedea straturi de difuzie a vaporilor de apă în toate situaţiile în care prezenţa lor este necesară din calcul; aceste straturi se vor realiza din materiale corespunzătoare, care să asigure menţinerea în timp a tuturor caracteristicilor de alcătuire, durabilitate şi formă, necesare pentru realizarea efectivă a difuziei vaporilor de apă. Se recomandă folosirea unor folii speciale, dure şi prevăzute cu reliefuri între stratul termoizolant nou, eficient şi şapa de protecţie a acestuia, realizată din mortar de ciment marca M100 se va dispune un strat de protecţie tehnologică, care are funcţia de a împiedica pătrunderea apei tehnologice din mortar în stratul termoizolant. Acest strat se poate realiza de regulă dintr-o folie subţire de polietilenă liber aşezată, cu marginile suprapuse. - Stratul de protecţie mecanică şi contra radiaţiilor ultraviolete a hidroizolaţiei (precum şi stratul de protecţie a termoizolaţiei în cazul teraselor inversate), care îndeplineşte şi funcţia de lestare, se poate realiza fie dintr-un strat de pietriş ciuruit şi spălat, cu granulaţie de 7... 16 mm, de cca. 4...5 cm grosime, fie din dale de beton de 2...3 cm grosime, montate pe un pat de nisip mare, cu granulaţie de 3...7 mm, de minimum 3 cm grosime. Aceste straturi pot fi recuperate de la terasa existentă, recondiţionate şi refolosite, cu depozitarea temporară chiar pe terasă. - Straturile termoizolante noi, de mare eficienţă, se vor realiza de regulă din materiale termoizolante cu permeabilitate mică la vapori şi la umiditate, sub forma unor plăci rigide. In cazul în care stratul termoizolant se execută din 2 sau mai multe straturi suprapuse, acestea se vor monta cu rosturile verticale decalate. La terasele inversate se vor utiliza exclusiv plăci din polistiren extrudat. Se poate, de asemenea, folosi soluţia realizării stratului termoizolant din spumă rigida de poliuretan, expandată „in situ". - Toate straturile hidroizolante care se păstrează şi au în noua alcătuire fie funcţia de hidroizolaţie, fie cea de barieră contra vaporilor, vor fi reparate, completate şi consolidate, prevăzându-se, dacă este cazul, straturile suplimentare necesare (straturi de bitum, împâslitură şi/sau ţesătură din fibre de sticlă, carton şi/sau pânză bitumată). - Şapa de protecţie a stratului termoizolant care îndeplineşte şi funcţia de suport pentru hidroizolaţie, se va realiza din mortar de ciment M100 de cca. 3 cm grosime. In funcţie de rigiditatea plăcilor termoizolante folosite,

129

şapa va fi sau nu armată; armarea se va realiza de regulă din plase sudate STNB Φ 3...4 mm cu ochiuri de 100 mm. La terasele circulabile, indiferent de rigiditatea plăcilor termoizolante, se recomandă ca şapa să fie armată. - Dacă hidroizolaţia existentă se menţine, trebuie în mod obligatoriu să se verifice ca toate straturile, amplasate sub aceasta să fie în stare uscată. - Pentru a nu reduce local rezistenţa termică a terasei, se va urmări ca, prin modul de rezolvare al detaliilor, să nu se reducă grosimea termoizolaţiei în zona scurgerilor. - In scopul reducerii efectului defavorabil al punţilor termice de pe conturul planşeului de peste ultimul nivel, trebuie luate măsuri de „îmbrăcare" cu un strat termoizolant a aticelor, în funcţie de înălţimea lor, conform schemelor de izolare termică din fig. 9.10. - In situaţia în care nu se prevede ca pereţii exteriori să fie reabilitaţi din punct de vedere termic cu un strat termoizolant amplasat la exterior, pentru a elimina puntea termică de la racordarea dintre planşeul de terasă şi peretele exterior şi riscul de condens, se recomandă ca cel puţin pe înălţimea aticului şi pe 30...40 cm sub planşeu, să se prevadă un strat exterior de termoizolaţie. Se recomandă ca acest strat să fie executat până la partea superioară a golurilor de ferestre de la ultimul nivel al clădirii (fig.9.10a).

Fig.9.10 Detalii de izolare termică a - atic şi tâmplărie exterioară; b - chepeng 1 - planşeu existent; 2 - strat de pantă; 3 - termoizolaţie suplimentară; 4 - strat suport şi hidroizolaţie; 5 - protecţie hidroizolaţie; 6 - sorţ din tablă; 7 - atic; 8 - termoizolaţie suplimentară; 9 - strat de protecţie; 10 - element prefabricat; 11 - capac cu termoizolaţie - Trebuie avută în vedere şi racordarea stratului termoizolant cu chepengul de acces pe terasă (fig.9.10b) şi la racordarea cu pereţii exteriori retraşi faţă de planul faţadei. In aceste zone trebuie să se urmărească o continuitate cât mai mare a stratului termoizolant. Se va prevedea, de asemenea, termoizolarea corespunzătoare a capacului de acces pe terasă.

130

9.3 SOLUŢII PENTRU PLANŞEE DE POD Îmbunătăţirea protecţiei termice la planşeele de sub podurile neîncălzite constituie o măsură eficientă care trebuie aplicată la clădirile existente, în vederea reabilitării şi modernizării lor termoenergetice. Prevederea unui strat termoizolant suplimentar la nivelul acestui element de construcţie nu necesită investiţii mari, este relativ simplu de executat, iar durata de recuperare a investiţiei este redusă. Mărirea substanţială a rezistenţei termice corectate la planşeele de pod este cu atât mai evidentă cu cât nivelul de protecţie termică existent este mai redus, şi cu atât mai indicată cu cât numărul de niveluri al clădirii este redus. Stratul termoizolant suplimentar se poate dispune peste ultimul planşeu, în una din următoarele două soluţii de principiu: - menţinerea stratului termoizolant existent, inclusiv a şapei de protecţie, repararea şi eventuala ei consolidare, urmată de montarea unui strat termoizolant eficient, (fig.9.11) protejat corespunzător; această soluţie este indicată când stratul termoizolant existent este în bună stare şi când înălţimea liberă a spaţiului podului poate fi micşorată; dacă stratul termoizolant existent este o umplutură termoizolantă, este necesar să se verifice dacă aceasta nu este umezită şi dacă este suficient de consolidată; soluţia menţinerii stratului termoizolant existent nu se recomandă în situaţiile în care caracteristicile de durabilitate şi de rigiditate sunt necorespunzătoare şi pot influenţa negativ - în timp – comportarea noului strat termoizolant;

Fig.9.11 Reabilitarea termică a planşeelor de pod în soluţia menţinerii termoizolaţiei existente 1 - planşeu existent; 2 - termoizolaţie existentă (umplutură, BCA, polistiren); 3 - şapă; 4 - termoizolaţie suplimentară; 5 - folie permeabilă la vapori; 6 - strat de protecţie; 7 - duşumea; 8 - riglă - îndepărtarea umpluturii termoizolante sau a stratului termoizolant existent, executarea unei bariere contra vaporilor de calitate corespunzătoare pe faţa superioară a planşeului existent şi montarea unui nou strat termoizolant, de calitate şi grosime corespunzătoare noilor cerinţe (fig.9.12).

131

Fig.9.12 Reabilitarea termică a planşeelor de pod în soluţia îndepărtării straturilor existente 1- planşeu existent; 2 - barieră de vapori; 3 - termoizolaţie suplimentară; 4 - folie permeabilă la vapori; 5 - strat de protecţie (umplutură din materiale recuperate sau şapă armată/nearmată); 6 - rigle; 7 - duşumea In fig. 9.12 se prezintă cele două soluţii de principiu menţionate, în următoarele variante în ceea ce priveşte alcătuirea stratului de protecţie: a. Cu o şapă de protecţie din mortar de ciment, de 2-4 cm grosime, nearmată în cazul folosirii unor plăci termoizolante rigide sau foarte rigide şi armată (cu plase sudate din bare STNB Φ 3-4/100 x 100) în cazul utilizării unor plăci semirigide. b. Cu o folie de protecţie, având caracteristici corespunzătoare de rezistenţă mecanică şi de permeabilitate la vapori, în condiţiile în care stratul termoizolant este rigid sau foarte rigid iar circulaţia în pod este accidentală: stratul de protecţie poate fi caşerat pe plăcile termoizolante, de la producător; c. Cu un strat de umplutură în vrac (granulit, zgură, nisip etc.) în grosime de 4...8 cm, în special în situaţiile în care acest material este recuperat din stratul de umplutură existent, fie prin îndepărtarea totală a acestui strat, fie prin micşorarea corespunzătoare a grosimii acestuia. d. Cu o duşumea din scânduri din lemn de 2,5 cm grosime, montate alăturat sau distanţat şi rezemate pe cusaci din lemn; această variantă se poate adopta în cazul utilizării unor materiale termoizolante elastice sau foarte elastice, de tipul saltelelor (din vată minerală, vată de sticlă ş.a.), care se îndeasă între cusacii din grinzişoare sau dulapi din lemn ecarisat. Pe lângă straturile termoizolante şi de protecţie menţionate sus, în alcătuirea noilor variante mai pot intra: - un strat de egalizare din mortar de ciment în grosime de cca. 2 cm, dispus sub bariera contra vaporilor, dacă suprafaţa suport nu este corespunzătoare; - o barieră contra vaporilor, dacă aceasta este necesară din calcul sau din alte considerente; - un strat de protecţie tehnologică, cu rolul de a împiedica pătrunderea apei din mortar în stratul termoizolant, cu efecte negative asupra caracteristicilor termotehnice ale stratului termoizolant, cât şi asupra rezistenţei mecanice a stratului de protecţie din mortar de ciment (armat

132

sau nearmat); stratul de protecţie tehnologică se realizează dintr-o folie cu caracteristici hidroizolante, dar permeabilă la vapori, astfel încât să permită migrarea vaporilor de apă în spaţiul ventilat al podului; - un strat de protecţie antipraf (barieră antivânt), de tip geotextil sau similar care are scopul să împiedice pătrunderea prafului din saltelele termoizolante în spaţiul podului, sub acţiunea curenţilor de aer: acest strat se prevede în situaţia în care scândurile care formează duşumeaua din pod nu sunt alăturate şi nu constituie, ele însele, un strat de protecţie. In scopul reducerii considerabile a efectelor defavorabile ale punţilor termice de pe conturul planşeului de peste ultimul nivel, este important să se ia măsuri de protecţie termică a parapetelor pe care reazemă cosoroabele, precum şi a frontoanelor.

Fig.9.13 Izolarea termică pe conturul planşeelor de pod 1 - astereală; 2 - termoizolaţie suplimentară; 3 - cosoroabă; 4 - căprior; 5 - perete existent; 6 - planşeu existent; 7 - atic existent In fig.9.13 se prezintă două scheme de principiul referitoare la posibilităţile de izolare termică a parapetelor (la streaşină), în funcţie de înălţimea acestora, astfel: a - în situaţia când nu există un parapet şi când se poate realiza o continuitate a stratului termoizolant orizontal din pod cu stratul vertical exterior; b - în cazul parapetelor scunde, de înălţime redusă (30-40 cm), când se recomandă o „îmbrăcare" pe toate cele 3 laturi ale parapetului; c - în situaţia unor parapete de înălţime medie (50 - 80 cm), când se prevede montarea straturilor termoizolante doar pe ambele suprafeţe verticale ale parapetului; d - în cazul unor parapete înalte (peste 90 cm), situaţie în care înălţimea straturilor termoizolante poate fi de numai 40...50 cm (lungimea zonei de influenţă) la interior şi până sub streaşină (dar cel puţin 50 cm) la exterior. In detaliile din fig.9.13 stratul termoizolant exterior este prevăzut pe o înălţime redusă sub nivelul planşeului de pod şi anume pe înălţimea minimă

133

de 40-50 cm, corespunzătoare zonei de influenţă a punţii termice din dreptul centurii din beton armat, dar acest strat poate continua în jos pe întreaga faţadă. Pentru a elimina efectele negative ale punţilor termice, se vor lua măsuri de termoizolare suplimentară a punţilor termice şi a zonelor mai puţin termoizolate, situate în interiorul ariei orizontale a podului. Soluţia amplasării stratului termoizolant orizontal la nivelul tavanului planşeului de pod este posibilă, dar este în general mai puţin eficientă, cu excepţia cazului în care stratul termoizolant vertical este prevăzut a se aplica pe faţa dinspre interior a pereţilor exteriori. In această situaţie se obţine continuitatea stratului termoizolant în zona de intersecţie a planşeului de pod cu pereţii exteriori şi deci o bună corectare a punţii termice din această zonă. Acoperişurile cu pod prezintă, în comparaţie cu acoperişurile plane tip terasă, o serie de avantaje din punct de vedere higrotermic, atât în condiţiile perioadei reci cât şi îndeosebi pe timp de vară. Aceasta comportare superioară este condiţionată însă de o bună ventilare a întregului spaţiu cuprins între elementele de construcţie perimetrale ale podului neîncălzit. Trebuie acordată atenţie la elaborarea proiectelor de reabilitare şi modernizare termotehnică a clădirilor de locuit existente prevăzute cu pod. Esenţială în această privinţă, este prevederea unui număr corespunzător de orificii de acces şi de evacuare a aerului. Numărul, dimensiunile şi poziţia acestor orificii, precum şi detaliile de principiu de realizare a lor în zona streşinii pentru accesul aerului şi în zona coamei pentru evacuarea lui vor fi stabilite pe baza prevederilor din reglementările termice. In cazul în care, cu ocazia modernizării, se prevede înlocuirea învelitorii, se recomandă adoptarea unei soluţii care permite realizarea sub învelitoare, a unui strat suplimentar de aer ventilat. Eficienţa termoenergetică a planşeului de pod depinde în mare măsură, şi de temperatura aerului din podul neîncălzit în perioada rece a anului. In condiţiile sporirii rezistenţei termice corectate a planşeului de pod şi a absenţei oricăror straturi termoizolante în alcătuirea învelitorii, calculele de bilanţ termic conduc la o temperatură în pod (Tu), foarte apropiată de temperatura convenţională de calcul a aerului exterior (Te) şi deci la o valoare ridicată a factorului de corecţie a temperaturilor exterioare (τ ≥ 0,90). O majorare a temperaturii Tu poate fi obţinută prin următoarele măsuri: - prevederea unor straturi termoizolante pe întreaga înălţime a parapetelor şi frontoanelor; - evitarea ventilării în exces a spaţiului podului, deci limitarea ratei schimburilor de aer; - mărirea aportului de căldură solară, prin adoptarea unor învelitori din materiale având culori favorabile din acest punct de vedere.

134

In condiţiile unor temperaturi Tu scăzute, cu valori apropiate de temperatura aerului exterior în timpul iernii, dacă nu se realizează efectiv o ventilare corespunzătoare a spaţiului neîncălzit al podului, apare pericolul condensării vaporilor de apă pe piesele din lemn ale şarpantei; de aici rezultă, pe de o parte, atenţia care trebuie acordată ventilării corespunzătoare a podului, iar pe de altă parte, cerinţa obligatorie a antiseptizării pieselor de lemn ale şarpantei.

9.4 SOLUTII DE IZOLARE A ACOPERISULUI SARPANTA – MANSARDE Realizarea unor mansarde peste ultimul planşeu al clădirilor existente aduce o îmbunătăţire substanţială a nivelului de protecţie termică a clădirii existente, prin reducerea pierderilor de căldură prin planşeul de sub terasă sau de sub podul existent, care, în cele mai frecvente cazuri, sunt insuficient izolate termic. De cea mai mare importanţă pentru o bună comportare a elementelor de construcţie perimetrale ale mansardelor, o are crearea unui acoperiş ventilat, care trebuie să asigure o bună circulaţie a aerului în spaţiile adiacente volumului încălzit.

Fig.9.14 Termoizolarea şi ventilarea acoperişurilor mansardate Această soluţie constructivă de principiu are următoarele avantaje: - In timpul verii, aerul cuprins în spaţiul dintre tavanul mansardei şi învelitoare se încălzeşte sub acţiunea razelor solare şi ia naştere un curent ascensional. Aerul cald iese în atmosferă prin golurile care se prevăd la coamele acoperişului şi antrenează pătrunderea aerului proaspăt prin orificiile prevăzute în lungul streşinei. In acest fel pe tavanul mansardei se menţine o temperatură inferioară aceleia a învelitorii supraîncălzită de razele solare. - In timpul iernii, spaţiul ventilat al podului, constituie un element de izolare termică eficientă suplimentară, între interiorul şi exteriorul volumului locuit şi păstrează materialele termoizolante permanent aerate şi uscate, evitându-se astfel formarea şi acumularea de condens interior, generator de condens superficial şi mucegai, ca urmare a scăderii capacităţii de izolare termică prin umezirea materialului termoizolant. In acest context, este de asemenea foarte importantă: - folosirea unor materiale corespunzătoare sub aspectul permeabilităţii la migraţia vaporilor de apă din interior spre exterior; - alcătuirea corespunzătoare a elementelor de construcţie, în special în ceea ce priveşte ordinea şi succesiunea straturilor.

135

Alcătuirea de principiu a elementelor de închidere orizontale şi înclinate ale mansardelor comportă: - un strat cu o rezistenţă mare la permeabilitate la vaporii de apă (barieră contra vaporilor) care, dispus spre suprafaţa interioară a elementelor de închidere, limitează trecerea spre exterior a unor cantităţi mari de vapori de apă; - folosirea unui strat termoizolant cât mai permeabil la trecerea vaporilor de apă, permiţând astfel ca aceştia să ajungă nestingherit în spaţiul de aer ventilat şi de aici în atmosferă; - utilizarea unor materiale termoizolante care au caracteristici favorabile sub aspectul absorbţiei de apă (absorbţie redusă) şi care nu se deteriorează şi nici nu îşi micşorează sensibil capacitatea de izolare termică sub influenţa umidităţii; - interzicerea de a prevedea la faţa dinspre exterior a stratului termoizolant a unui strat hidroizolant care este în acelaşi timp un strat impermeabil (cu rezistenţă mare) la trecerea vaporilor de apă şi care împiedică astfel îndepărtarea acestora din construcţie.

Fig.9.15 Amplasarea stratului termoizolant 1- căprior; 2 - strat de aer; 3 - astereală; 4 - strat de aer; 5 - şipcă; 6 - şipcă; 7 - podină; 8 - barieră de vapori; 9 - termoizolaţie; 10 - folie permeabilă la vapori; 11 - hidroizolaţie In alcătuirea acoperişului se vor crea două spaţii de aer ventilat şi anume, în ordine, de jos în sus: - un strat dispus între faţa superioară a stratului termoizolant şi un strat impermeabil hidroizolant care face parte din alcătuirea învelitorii; din

136

acest strat face parte şi întregul volum de aer din pod; - un strat de aer de grosime constantă, dispus între învelitorile montate pe şipci (ţigle, plăci plane din azbociment, şindrilă ş.a) şi stratul impermeabil care, astfel, separă cele două straturi de aer ventilat; acest al doilea strat de aer trebuie să asigure, pe lângă o bună circulaţie a aerului (prin orificiile prevăzute la streaşină şi la coamă), şi o îndepărtare eficientă a cantităţilor de apă care pot penetra prin rosturile dintre piesele care alcătuiesc învelitoarea; în cazul unor învelitori care se montează direct pe astereală (tablă, bardoline bituminoase, etc.) acest al doilea strat de aer ventilat poate lipsi. Un rol important în ventilarea celui de al doilea strat de aer îl au rosturile şi neetanşeităţile dintre piesele independente ale învelitorii, care, împreună cu orificiile prevăzute la coamele acoperişului, asigură o bună circulaţie a aerului în acest spaţiu. In acelaşi scop se pot prevedea în zona înaltă a acoperişului, piese de o formă specială, prevăzute cu fante, prin care se îndepărtează aerul care circulă în acest al doilea strat de aer ventilat.

Fig. 9.16 Detalii de coamă a - cu un strat de aer ventilat; b - cu două straturi de aer ventilat 1- învelitoare; 2 - aer; 3 - hidroizolaţie; 4 - strat de aer; 5 - element de coama; 6 - termoizolaţie; 7 - folie permeabilă la vapori; 8 - şipcă; 9 - şipcă; 10 - astereală; 11 - strat de aer

137

In zonele cu ferestre de mansardă, lucarne, coşuri, etc. este necesar să se asigure continuitatea straturilor de aer ventilat. Luând în considerare clasificarea straturilor de aer ventilat, cele două straturi realizate la acoperişurile mansardate fac parte din categoria „straturilor bine ventilate” situaţie în care, la calculul rezistenţei termice, aceasta nu include nici aportul straturilor de aer, nici cel al straturilor amplasate între stratul de aer şi mediul exterior. Faţă de cele arătate mai sus, se recomandă următoarea alcătuire a elementelor de construcţie perimetrale înclinate, uşoare, ale mansardelor, dispuse în ordine, de jos în sus: - strat de finisaj şi de protecţie spre interior a straturilor termoizolante (ghips-carton, scânduri fălţuite, placaj, lambriuri ş.a.); - şipci pentru montarea stratului de protecţie (fixate de căpriori) + interspaţiu de aer neventilat (între şipci); - barieră contra vaporilor (folie din polietilenă sau din PVC etc.); - straturi termoizolante; - strat de protecţie spre exterior a straturilor termoizolante, dintr-un material permeabil la vapori, eventual caşerat pe termoizolaţie - de la caz la caz, în funcţie de natura şi sortimentul materialului termoizolant; - spaţiu de aer bine ventilat; - folie (membrană) impermeabilă din punct de vedere hidrofug, montată liber sau pe astereală; - şipci montate paralel cu linia de cea mai mare pantă + interspaţiu de aer bine ventilat; - şipci dispuse paralel cu streaşină, pentru montarea pieselor care alcătuiesc învelitoarea; - învelitoarea din piese independente (ţigle). In cazul învelitorilor care se montează pe astereală (tablă) din alcătuirea descrisă mai sus lipsesc ambele rânduri de şipci şi stratul de aer ventilat de peste folia impermeabilă. Pentru o bună ventilare a spaţiului de aer realizat între stratul termoizolant şi folia impermeabilă, se vor respecta următoarele: - înălţimea spaţiului de aer - min. 3 cm, respectându-se şi condiţia ca secţiunea liberă să fie de cel puţin 200 cm2/m; - orificiile din zona streşinei, prin care pătrunde aerul în spaţiul ventilat - min. 2‰ din aria învelitorii, dar cel puţin 200 cm2/m; - orificiile din zona coamei, prin care iese aerul din spaţiul ventilat - min.0,5‰ din aria învelitorii. In raport cu căpriorii, stratul termoizolant poate fi amplasat astfel: - sub căpriori; - parţial sub căpriori şi parţial între căpriori (două straturi, din care stratul inferior montat între grinzişoare dispuse perpendicular pe căpriori şi prinse de aceştia); - între căpriori; - peste căpriori; de regulă stratul termoizolant este montat pe astereală, iar

138

căpriorii sunt aparenţi în încăperi. Având în vedere avantajul unei înălţimi de construcţie mai reduse, în lipsa altor condiţii, se recomandă adoptarea variantei cu stratul termoizolant dispus parţial între, şi parţial sub căpriori. Varianta cu stratul termoizolant dispus integral între căpriori prezintă avantajul unei înălţimi de construcţie şi mai reduse, dar necesită folosirea unor căpriori cu înălţime mare şi are dezavantajul unei eficiente termotehnice mai reduse, ca urmare a existenţei punţilor termice din lemn, neprotejate. In mai mică măsură decât la soluţia cu stratul termoizolant dispus între căpriori, şi la celelalte soluţii, continuitatea stratului termoizolant este întreruptă, astfel: - la varianta cu stratul termoizolant sub căpriori – cu dispozitivele de susţinere a termoizolaţiei; - la variantele cu stratul termoizolant peste căpriori - cu elementele de distanţare care traversează termoizolaţia în dreptul căpriorilor şi pe care reazemă şipcile dispuse perpendicular pe streaşină; - la varianta cu stratul termoizolant amplasat parţial între şi parţial sub căpriori - cu structura din grinzişoare de sub căpriori, dispusă în grosimea stratului termoizolant inferior. In fig.9.17 şi 9.18 se prezintă două detalii de streaşină - la nivel de principiu - care diferă între ele prin poziţia stratului termoizolant în raport cu căpriorii şi prin modul de rezolvare a streşinei.

Fig.9.17 Detaliu de streaşină 1 - şipca; 2 - şipcă; 3 - hidroizolaţie; 4 - strat de aer; 5 - orificiu de ventilare; 6 - jgheab; 7 - streaşină cu fante de ventilare; 8 - atic; 9 - termoizolaţie; 10 - strat de protecţie; 11 - planşeu; 12 - strat de uzură; 13 - termoizolaţie; 14 - cosoroabă; 15 - tencuială; 16 - elemente de placare; 17 - folie permeabilă la vapori; 18 - strat de aer; 19 - strat de aer

139

Orificiile de acces a aerului în straturile ventilate amplasate sub streaşină vor fi prevăzute cu plase care să împiedice pătrunderea insectelor şi a păsărilor mici în aceste spaţii. Pereţii verticali uşori, retraşi faţă de planul faţadei, care separă mansarda de pod, vor avea următoarea alcătuire de principiu: - strat de finisaj şi de protecţie spre interior a stratului termoizolant (ghips-carton, lambriuri, ş.a,). - şipci pentru montarea stratului de protecţie + interspaţiu de aer neventilat (între şipci); - barieră contra vaporilor; - unul sau două straturi termoizolante, fixate între şi în exteriorul unui schelet din lemn, prins la partea superioară de căpriori şi rezemat la partea inferioară pe planşeul existent prin intermediul unei tălpi continue; - strat de etanşare şi de protecţie, permeabil la vaporii de apă, eventual caşerat pe faţa exterioară a stratului termoizolant dispus în exteriorul scheletului din lemn.

Fig. 9.18 Detaliu de streaşină 1 - şipcă; 2 - şipcă; 3 - hidroizolaţie; 4 - jgheab; 5 - cosoroabă; 6 - atic; 7 - termoizolaţie; 8 - strat de protecţie; 9 - folie permeabilă la vapori; 10 - termoizolaţie; 11 - barieră de vapori; 12 - planşeu; 13 - termoizolaţie; 14 - barieră de vapori; 15 - elemente de placare; 16 - strat de aer; 17 - folie permeabilă la vapori; 18 - astereală In variantă, se poate adopta următoarea succesiune a straturilor, din interior spre exterior: - tencuială interioară; - perete despărţitor din zidărie, cu grosime şi greutate redusă; - strat termoizolant montat în cadrul unui schelet uşor din lemn, prins de căpriori;

140

- strat de etanşare şi protecţie, care trebuie să permită difuzia vaporilor de apă. Pentru a obţine o bună comportare la difuzia vaporilor de apă, ordinea de dispunere a diferitelor straturi la planşeele din beton armat de sub acoperişul mansardat va fi, de regulă, următoarea (straturile fiind enumerate de jos în sus): a. Planşeu sub mansardă, peste încăperi ale nivelului inferior: - planşeu din beton armat; - strat termoizolant (eventual şi cu rol fonoizolant); - pardoseala, de regulă pe o şapă din mortar de ciment, eventual armată. b. Planşeu sub pod, peste încăperi ale nivelului inferior: - planşeu din beton armat; - barieră contra vaporilor; - strat termoizolant; - şapă de protecţie din mortar sau strat de etanşare şi protecţie, permeabil la vapori. c. Planşeu sub mansardă, peste loggii: - strat de finisaj şi de protecţie a stratului termoizolant (eventual tencuială pe rabiţ), la tavanul loggiei; - strat termoizolant, a cărui grosime se determină prin calcul, cu luarea în consideraţie şi a stratului termoizolant amplasat peste planşeu; - planşeu din beton armat; - strat termoizolant; - pardoseala, de regulă, pe o şapă din mortar de ciment, eventual armată. d. Planşeu sub loggiile de la mansardă, peste încăperi ale nivelului inferior: - planşeu din beton armat; - şapă din mortar de ciment, pentru egalizare şi pentru crearea pantelor; - strat hidroizolant, având şi funcţie de barieră contra vaporilor; - strat termoizolant din polistiren extrudat, dispus ca la terasele "inverse"; - pardoseala, pe o şapă din mortar de ciment, eventual armată. Pentru a obţine o bună comportare la difuzia vaporilor de apă şi o stabilitate termică corespunzătoare, ordinea de dispunere a diferitelor straturi la pereţii exteriori masivi (din zidărie şi/sau beton armat), care separă mansarda de mediul exterior (frontoane, timpane, calcane şi parapete) va fi următoarea: a. Pereţi monostrat: - tencuială interioară; - zidărie din blocuri ceramice cu goluri, având toate punţile termice (stâlpişori şi centuri) protejate corespunzător; - tencuială exterioară. b. Pereţi bistrat cu o structură compactă: - tencuială interioară; - perete din beton armat monolit sau din zidărie din cărămizi pline sau GVP, cu stâlpişori şi centuri; - strat termoizolant; - strat de protecţie şi finisaj (tencuială armată, rezemată şi ancorată corespunzător, scânduri dispuse în caplama ş.a.). c. Pereţi bistrat cu o structură ventilată:

141

- tencuială interioară; - perete din beton armat monolit sau din zidărie din cărămizi pline sau GVP, cu stâlpişori şi centuri; - strat termoizolant; - strat de protecţie şi de etanşare, dintr-un material permeabil la vapori (eventual caşerat pe stratul termoizolant); - strat de aer ventilat cu grosimea de min.4 cm; - placaj de faţadă, rezemat şi ancorat corespunzător. 9.5 SOLUŢII PENTRU PLĂCI PE SOL La plăcile pe sol, amplasate peste cota terenului sistematizat (CTS), pierderile de căldură se produc în cea mai mare parte, pe conturul clădirii, în zona soclului şi în zona adiacentă, pe o lăţime de 1,00...1,50 m. Ca urmare, cea mai importantă măsură de îmbunătăţire a protecţiei termice la plăcile pe sol constă în prevederea unor straturi termoizolante suplimentare în aceste zone şi în primul rând pe faţa exterioară a soclului, care, de regulă este realizat din beton armat monolit. Termoizolarea orizontală generală, suplimentară, a plăcii pe sol este mai puţin necesară şi eficientă, dar această măsură trebuie luată în considerare pentru efectele favorabile pe care le are pe zona de 100...150 cm lăţime de pe conturul parterului, în special în situaţiile în care izolarea termică suplimentară a soclului nu este suficientă. In consecinţă, la reabilitarea termică a plăcilor pe sol se vor avea în vedere în primul rând măsurile de termoizolare suplimentară a soclurilor, la exterior şi numai în al doilea rând termoizolarea orizontală generală. Termoizolarea verticală a soclurilor se realizează, de regulă, la exterior, în următoarele condiţii: - stratul termoizolant trebuie să fie continuu în dreptul punţii termice care există de regulă la racordarea soclului cu placa pe sol; - la partea superioară, stratul termoizolant trebuie să depăşească cu cel puţin 30-40 cm faţa superioară a plăcii (dacă nu se prevede şi termoizolarea suplimentară exterioară a pereţilor exteriori); - la partea inferioară, stratul termoizolant trebuie să ajungă cel puţin până la CTS, dar se recomandă ca el să coboare 30-40 cm sub această cotă (în special la soclurile puţin înalte). In fig. 9.19 se prezintă câteva detalii de principiu referitoare la termoizolarea exterioară a soclurilor. Detaliile diferă în funcţie de înălţimea soclurilor, de poziţia suprafeţei exterioare a soclurilor în raport cu suprafaţa exterioară a pereţilor exteriori, precum şi de alcătuirea şi rezemarea straturilor de protecţie a straturilor termoizolante.

142

Fig.9.19 Reabilitarea termică verticală a plăcilor pe sol 1- perete parter; 2 - termoizolaţie suplimentară; 3 - planşeu peste subsol; 4 - perete subsol; 5 - strat de protecţie; 6 - şort din tablă; 7 - trotuar; 8 - termoizolaţie suplimentară orizontală la placă; 9 - hidroizolaţie; 10 - zidărie de protecţie; 12 - fundaţie; 13 - tâmplărie exterioară; 14 - umplutură Pentru a se obţine o bună rezistenţă mecanică la acţiuni statice şi în special dinamice, foarte probabile în zona soclului, stratul de protecţie a termoizolaţiei se realizează, dintr-un strat de mortar de ciment (de marca minimum M 100T), de 4...5 cm grosime, armat cu plase sudate STNB (Φ 4...5/100 x 100) şi, eventual suplimentar, cu plase de rabiţ. Rezemarea stratului de protecţie se poate face în diverse moduri, fie direct pe fundaţiile existente, fie pe console din beton armat sau metalice, fie prin intermediul unor plăcuţe din oţel inoxidabil (fig. 9.19). In unele situaţii, stratul de protecţie se poate realiza din zidărie din cărămizi pline aşezate pe muchie, cu mortar M 50Z şi cu rosturile orizontale armate. In cazul unor amplasamente mai puţin expuse şocurilor, se poate accepta, utilizarea straturilor de protecţie subţiri de max. 10 mm grosime, realizate din mortar cu liant organic (răşini) şi armate cu ţesătură din fibre de sticlă; în cazul adoptării acestei soluţii se recomandă ca stratul termoizolant să fie realizat din polistiren extrudat, care are caracteristici superioare de rigiditate, de rezistenţă mecanică şi la acţiunea umidităţii. La soclurile expuse şocurilor se vor prevedea două ţesături din fibre de sticlă. Alcătuirea şi poziţionarea stratului termoizolant orizontal care se prevede peste placa de sol este în funcţie de natura şi starea pardoselilor existente, de înălţimea liberă de la parter, de tipul pardoselilor noi, precum şi de alte condiţii specifice locale.

143

Fig.9.20 Reabilitarea termică orizontală a plăcilor pe sol după îndepărtarea straturilor existente 1 - şapă; 2 - hidroizolaţie; 3 - termoizolaţie suplimentară; 4 - barieră de vapori/strat antipraf; 5 - strat de protecţie; 6 - perete parter; 7 - soclu; 8 - placă pe sol; 9 - pietriş; 10 - umplutură; 11 - riglă; 12 - strat de uzură In fig. 9.20 se prezintă două detalii de alcătuire şi poziţionare a stratului termoizolant nou, astfel: - cu stratul termoizolant amplasat direct pe placa de beton slab armată, eventual nivelată prin intermediul unui strat subţire din mortar de egalizare, după îndepărtarea tuturor straturilor existente; - cu stratul termoizolant amplasat peste pardoseala sau şapa existentă, atât în cazul absenţei oricărui strat termoizolant, cât şi în cazul prezenţei unui astfel de strat. Sunt prevăzute, peste straturile termoizolante, straturi intermediare, astfel: - peste straturile termoizolante foarte rigide, rigide sau semirigide, sub şapa de protecţie (armată sau nearmată) – un strat de separare tehnologică, care are rolul să împiedice pătrunderea apei din mortar în stratul termoizolant şi care se realizează, dintr-o folie de polietilenă de 0,1 mm grosime, simplu aşezată, cu marginile petrecute; - peste straturile termoizolante foarte tasabile sau uşor tasabile (saltele din vată minerală sau din vată de sticlă), sub duşumeaua oarbă - un strat de separare antipraf (geotextil) care împiedică pătrunderea particulelor foarte mici din termoizolaţie, prin duşumea şi parchet, în mediul interior. Cu ocazia elaborării proiectului de reabilitare termică a plăcii pe sol trebuie să se acorde atenţie examinării protecţiei hidrofuge a tuturor elementelor de construcţie în contact cu solul şi prevederea unor măsuri în vederea ameliorării situaţiei din acest punct de vedere, prin: - luarea unor măsuri de eliminare a eventualelor manifestări ale fenomenului de igrasie şi de uscare a zonelor umezite a pereţilor; - prevederea prin subzidire sau cu alte metode - a unor hidroizolaţii orizontale (din materiale bituminoase sau mortar hidrofob) sub pereţii

144

structurali şi nestructurali realizaţi din zidării, dacă se constată absenţa şi necesitatea lor; - prevederea unor eventuale straturi hidroizolante pe suprafeţele verticale exterioare ale soclurilor existente din beton armat, în funcţie de situaţia concretă locală; - prevederea unui eventual strat hidroizolant pe suprafaţa orizontală superioară a plăcii pe sol, nivelată sau nu în prealabil prin intermediul unui strat de egalizare; - revizuirea, refacerea sau chiar amenajarea unui nou strat din pietriş sub placa pe sol, strat care împiedică ascensiunea capilară a apei, dacă această măsură se consideră strict necesară pentru o comportare corespunzătoare din punct de vedere hidrofug; în această situaţie poate fi avută în vedere şi soluţia de aerare a stratului de pietriş, prin intermediul unor orificii practicate în soclu (pentru accesul aerului uscat din exterior) şi a unor canale verticale de ventilare (pentru evacuarea aerului umed) fig.9.21;

Fig.9.21 Reabilitarea termică a plăcilor pe sol în soluţie ventilată 1 - strat de protecţie; 2 - termoizolaţie suplimentară verticală; 3 - perete parter; 4 - trotuar; 5 - fundaţie; 6 - soclu; 7 - pietriş; 8 - elemente prefabricate cu goluri; 9 - umplutură; 10 - termoizolaţie suplimentară orizontală; 11 - strat de protecţie/suport pardoseală - prevederea unor straturi de protecţie şi a unor tencuieli la socluri cu caracteristici şi adaosuri hidrofobe. Îndepărtarea şi refacerea plăcii pe sol existente, precum şi a stratului de pietriş filtrant de sub placă, sunt măsuri extreme, care pot fi justificate numai de necesităţi tehnice şi funcţionale (tasări excesive, placa de beton în stare necorespunzătoare atât în ceea ce priveşte marca betonului, grosimea, cât şi ca armare etc.).

145

9.6 SOLUŢII PENTRU PLANŞEE PESTE SUBSOLURI NEÎNCĂLZITE Soluţiile se referă la izolarea termică suplimentară a planşeelor de peste încăperi sau spaţii neîncălzite şi în primul rând peste subsoluri, prevăzute cu boxe sau subsoluri tehnice, peste pivniţe, garaje neîncălzite ş.a. Detaliile sunt valabile şi la planşeele de peste încăperi mai puţin încălzite: spaţii comerciale, spaţii de depozitare, garaje ş.a. Termoizolarea suplimentară la nivelul planşeelor se poate face: - la tavanul planşeului; - peste planşeu. In unele situaţii poate fi justificată şi soluţia prevederii unor straturi termoizolante suplimentare, atât sub, cât şi peste planşeu. Amplasarea stratului termoizolant la partea inferioară a planşeelor prezintă următoarele avantaje: - reprezintă a soluţie mai corectă din punct de vedere termotehnic, atât sub aspectul difuziei vaporilor de apă, cât şi al stabilităţii termice; - lucrările se pot desfăşura fără a împiedica funcţia de locuire ; - nu se reduce înălţimea liberă, utilă, a încăperilor de la parter.

Fig.9.22 Reabilitarea termică a planşeului peste subsol cu amplasarea termoizolaţiei sub placă 1 - planşeu existent; 2 - termoizolaţie suplimentară (polistiren, spumă poliuretanică); 3 - strat de protecţie (mortar de ciment armat, tencuială subţire); 4 - ancore din oţel inoxidabil; 5 - perete parter; 6 - perete subsol; 7 - plăci gips-carton; 8 - rigle Soluţia prezintă însă şi unele dezavantaje, dintre care: - aria ocupată de punţile termice, respectiv a zonelor neizolate, este mai mare (un număr mai mare de pereţi structurali având grosimi şi conductivităţi termice mai mari, grinzi din beton armat ş.a.); - desfăşurarea lucrărilor este mai dificilă, având în vedere înălţimea liberă, în general redusă, a subsolurilor existente; - prezenţa conductelor de instalaţii de încălzire şi sanitare, dintre care unele sunt suspendate de planşeu şi/sau sunt amplasate prea aproape de

146

suprafeţele care urmează a fi termoizolate; - reducerea înălţimii libere a subsolului, uneori deja prea mică. La soluţia cu strat termoizolant suplimentar dispus sub planşeu, acesta se dispune direct pe suprafaţa (de regulă netencuită) a planşeului din beton armat. In funcţie de starea şi natura tencuielii, precum şi de încărcarea capabilă a planşeului, stratul de tencuială se păstrează sau se îndepărtează. Câteva soluţii posibile de adoptat în situaţia amplasării stratului termoizolant sub planşeu: a. în cazul unor materiale termoizolante rigide, plăcile sunt fixate prin lipire iar stratul de protecţie poate fi realizat dintr-o tencuială subţire (3...7 mm) din mortar cu liant organic (răşini) armată cu o plasă deasă (ţesătură) din fibre de sticlă; în variantă, poate fi avută în vedere, în anumite condiţii, şi folosirea unor plăci termoizolante caşerate la faţa inferioară fără alt strat de protecţie; b. dacă se folosesc materiale termoizolante semirigide, stratul de protecţie trebuie să aibă o grosime de 3...4 cm. să fie realizat din mortar de ciment şi să fie armat cu plase sudate STNB Φ4...5/100x100 mm şi eventual, cu plase de rabiţ; atât stratul termoizolant cât şi stratul de protecţie se fixează mecanic de planşeul din beton armat prin intermediul unor ancore şi a unor bolţuri din oţel inoxidabil, cu expandare, montate în găuri forate cu dispozitive rotopercutante; c. în cazul când stratul termoizolant se realizează din saltele din vată minerală sau vată de sticlă, acestea se îndeasă într-un caroiaj de grinzişoare din lemn, fixate de planşeu cu bolţuri cu expandare, din oţel inoxidabil; stratul de protecţie se realizează din plăci subţiri de tencuială uscată de tipul plăcilor din gips-carton sau similare; d. în situaţia când stratul termoizolant se realizează din spumă de poliuretan aplicată „in situ" faţa inferioară a acestui strat se nivelează cu un strat subţire de tencuială. In unele cazuri, există la tavanul subsolului un strat termoizolant, prevăzut prin proiectul iniţial al clădirii, din: - plăci termoizolante BCA - GBNT sau BCA - GBN35, de 7,5 ... 10 cm, montate pe cofrajul planşeului din beton armat monolit, înainte de turnarea betonului; - plăci termoizolante din talaş (STABILIT), din fibre de lemn, tip PFL, din aşchii de lemn, tip PAL sau similare protejate cu un strat de mortar armat, suspendat cu ancore din oţel beton de placa din beton armat. Având în vedere eficienţa termotehnică redusă a acestor materiale, durabilitatea mai redusă a plăcilor din produse din lemn, greutatea relativ mare a straturilor de protecţie existente, precum şi dificultatea de a fixa noul strat termoizolant de planşeu în condiţiile menţinerii straturilor termoizolante existente, de regulă, în funcţie de condiţiile concrete specifice, se recomandă îndepărtarea lor. Soluţia amplasării stratului termoizolant peste planşeu, prezintă următoarele dezavantaje: - necesită tăierea, la partea inferioară, a uşilor de la parter; - necesită demontarea corpurilor de încălzire şi montarea mai sus, uneori cu

147

probleme legate de înălţimea disponibilă parapetelor de sub ferestre; - necesită refacerea pantelor şi a racordărilor cu sifonul de pardoseală de la băi şi de la grupurile sanitare cu duş; - nu elimină complet necesitatea de a lucra în subsol, pentru izolarea termică suplimentară, locală, la racordarea planşeului cu pereţii structurali exteriori şi, eventual, interiori; - necesită revizuirea înălţimii treptelor existente între parter şi trotuar şi a celor dintre parter şi etajul I.

Fig.9.23 Reabilitarea termică a planşeului peste subsol cu amplasarea termoizolaţiei peste placă 1 - planşeu existent; 2 - strat suport; 3 - termoizolaţie suplimentară; 4 - barieră de vapori; 5 - şapă; 6 - perete parter; 7 - perete subsol; 8 - strat de separare antipraf/barieră de vapori; 9 - duşumea oarbă; 10 - parchet; 11 - riglă Soluţia amplasării unor straturi termoizolante, atât la partea inferioară, cât şi la cea superioară a planşeului, deşi necesită un cost al investiţiei substanţial mai mare, poate fi justificată pe considerente de înălţime liberă şi de rezolvare şi reducere a efectelor negative ale punţilor termice. La soluţia cu stratul termoizolant suplimentar dispus peste planşeu, sunt posibile următoarele variante de amplasare a acestuia: a.- îndepărtarea tuturor straturilor existente, până la faţa superioară a planşeului de beton armat, executarea eventuală a unui strat de egalizare (în funcţie de starea suprafeţei decopertate), peste care se montează stratul termoizolant, şapa de protecţie şi pardoseala; b.- montarea stratului termoizolant suplimentar peste pardoseala existentă, în situaţia când nu există nici un strat termoizolant; de regulă pardoselile calde (covor PVC, parchet ş.a.) se îndepărtează, menţinându-se şapa, iar pardoselile reci (mozaic, plăci de gresie ceramică ş.a.) se păstrează; c.- montarea stratului termoizolant nou peste stratul termoizolant existent, după îndepărtarea tuturor straturilor de peste acesta; soluţia este indicată în situaţia când stratul termoizolant existent este eficient din punct de vedere termotehnic (conductivitate termică redusă) şi în stare bună, nedeteriorat;

148

In toate cazurile descrise mai sus între stratul termoizolant nou şi şapa de protecţie a acestuia, care constituie şi stratul suport al noii pardoseli, se dispune un strat de separare tehnologică, a cărui funcţie principală este de a împiedica umezirea şi colmatarea stratului termoizolant la turnarea şapei. Stratul de separare tehnologică se poate realiza din diverse materiale, începând de la un strat de hârtie Kraft sau de carton bituminat, până la folii bituminate sau folii de polietilenă. In unele situaţii, stratul de separare tehnologică poate îndeplinii şi funcţia de barieră contra vaporilor. Pentru a realiza o protecţie termică corespunzătoare, se recomandă micşorarea efectelor punţilor termice prin: - prelungirea stratului termoizolant orizontal, pe verticală, pe o înălţime de min. 30-40 cm, la racordarea cu pereţii din beton armat, interiori, dar în special la racordarea cu pereţii exteriori; - îmbrăcarea grinzilor din beton armat; - realizarea, în cât mai mare măsură, a continuităţii stratului termoizolant, la racordarea cu pereţii interiori nestructurali din subsol; în unele cazuri, în funcţie de condiţiile specifice locale, la aceşti pereţi se poate renunţa - total sau parţial – la împănarea în planşeul din beton armat. Stratul de protecţie al noului strat termoizolant se realizează - în principal în funcţie de natura şi rigiditatea materialului termoizolant, atât în cazul amplasării stratului termoizolant peste planşeu, cât şi sub planşeu. Câteva soluţii de termoizolare suplimentară orizontală, peste planşeu: a. în cazul unor termoizolaţii rigide sau foarte rigide (plăci de polistiren expandat) stratul de protecţie se poate realiza dintr-o şapă din mortar de 3-4 cm grosime, nearmată; în unele cazuri, dacă stratul termoizolant este foarte rigid şi este montat corespunzător (plan şi orizontal), şapa poate avea o grosime mai mica sau poate fi chiar eliminată; b. în cazul unor materiale semirigide (plăci din vată minerală sau din vată de sticlă), şapa de protecţie trebuie să aibă o grosime sporită (4-5 cm), să fie realizată din mortar de ciment şi să fie armată, de regulă cu plase sudate STNB Φ 3...4/100 x 100 mm, astfel încât să poată prelua în bune condiţii, încărcările statice şi dinamice care acţionează asupra pardoselii; c. dacă se folosesc materiale termoizolante uşor tasabile sau foarte tasabile (saltele din vată minerală sau din vată de sticlă), acestea se dispun, îndesat, între grinzişoare (cusaci) din lemn, iar pardoseala se realizează din parchet pe duşumea oarbă, sau într-o soluţie similară; stratul termoizolant se protejează cu un strat de separare antipraf (barieră antivânt); d. în situaţia când stratul termoizolant se realizează din spumă de poliuretan aplicată „in situ", suprafaţa suport a pardoselii se nivelează cu un strat subţire de egalizare. Pentru a obţine o comportare favorabilă din punct de vedere termotehnic a planşeului peste un subsol neîncălzit, este deosebit de importantă izolarea termică a soclului, cel puţin în zona punţii termice de la intersecţia planşeului cu pereţii exteriori. Ca efect secundar, izolarea termică a soclului pe întreaga înălţime peste

149

cota terenului sistematizat (CTS) determină temperaturi mai ridicate în subsolul neîncălzit şi, în consecinţă, o reducere a coeficientului global de izolare termică şi a necesarului anual de căldură pentru încălzirea clădirii. In fig. 9.24 se prezintă o serie de soluţii de termoizolare verticală a soclurilor, corespunzătoare diferitelor situaţii care pot apărea în practica reabilitării termice a clădirilor de locuit existente.

Fig.9.24 Reabilitarea termică a soclului 1 - perete parter; 2 - termoizolaţie suplimentară; 3 - planşeu peste subsol; 4 - perete subsol; 5 - strat de protecţie; 6 - şorţ din tablă; 7 - trotuar; 8/9 - termoizolaţie suplimentară la planşeu; 10 - zidărie de protecţie; 11 - pardoseală subsol; 12 - fundaţie; 13 - tâmplărie exterioară La termoizolarea verticală a soclurilor sunt de preferat materialele termoizolante rigide şi foarte rigide, cu o comportare bună la umiditate (plăcile din polistiren expandat sau extrudat). Stratul suport al termoizolaţiei este peretele exterior din beton armat; în funcţie de natura şi starea tencuielii existente a soclului, aceasta poate fi, sau nu, menţinută. Stratul de protecţie a termoizolaţiei poate fi: - un strat de tencuială de 4 ... 5 cm grosime, realizat din mortar de ciment, armat cu plase STNB stratul de protecţie, şi stratul termoizolant sunt fixate mecanic de stratul suport, prin intermediul unor ancore şi bolţuri din oţel inoxidabil; stratul de protecţie este rezemat fie pe o consolă din beton armat monolit realizată de regulă la nivelul solului, fie pe plăcuţe din oţel inoxidabil, putând, de asemenea, să fie agăţat de consola existentă la nivelul planşeului; - un strat de protecţie subţire, de max. 10 mm grosime, realizat, de regulă, din două straturi: un grund executat din mortar cu liant organic (răşini) şi armat cu o plasă deasă din fibre de sticlă şi un strat de finisaj (tinci) cu caracteristici hidrofobe; ca urmare a sensibilităţii la acţiuni mecanice şi, în special la şocuri, se recomandă ca această soluţie să fie utilizată exclusiv în situaţii când astfel de acţiuni sunt mai puţin probabile; se recomandă ca stratul termoizolant să fie realizat din polistiren extrudat,

150

ca urmare a caracteristicilor favorabile de rigiditate şi de rezistenţă la umiditate a acestui material, iar stratul de protecţie să fie armat cu două straturi de ţesătură din fibre de sticlă; - plăci prefabricate din beton armat prefinisat rezemate pe console metalice încastrate în pereţii din beton armat de pe conturul subsolului; - zidărie din cărămizi pline dispuse pe muchie, cu mortar de marcă minimum M 50Z şi cu armături în rosturile orizontale; zidăria reazemă fie pe fundaţia peretelui exterior al subsolului, fie pe zidăria de 1/2 cărămidă grosime care protejează stratul hidroizolant; stabilitatea peretelui de 1/4 cărămidă grosime, se asigură fie numai prin prevederea unor ancore din oţel inoxidabil fixată în pereţii subsolului, fie prin împănare în console din beton armat existente. Înălţimea pe care se prevede stratul termoizolant vertical la socluri diferă, în funcţie de situaţia existentă şi de cerinţele de reabilitare şi modernizare. La partea superioară, dacă nu se prevede pe întreaga înălţime a pereţilor exteriori, stratul termoizolant trebuie să depăşească faţa superioară a planşeului cel puţin 30-40 cm, fie poate ajunge până la glaful orizontal inferior al ferestrelor. La partea inferioară, stratul termoizolant trebuie să depăşească cu cel puţin 30-40 cm faţa inferioară a planşeului, soluţia fiind caracteristică soclurilor de înălţime mare (cca. 100 cm); în cazul soclurilor de înălţime medie (60-80 cm) stratul termoizolant se prevede pe întreaga înălţime a soclului, până la CTS. In cazul soclurilor scunde (sub 30-40 cm), stratul termoizolant poate fi coborât încă 30-40 cm sub cota terenului sistematizat - CTS. In unele cazuri, din diferite considerente, puntea termică de la nivelul planşeului peste subsol nu poate fi protejată. Aceste situaţii pot fi eventual acceptate dacă lăţimea punţii termice necorectate nu depăşeşte 10 cm şi dacă se prevăd alte măsuri de izolare termică suplimentara în interior. In alte situaţii, stratul termoizolant de la soclu poate fi prelungit pe întreaga înălţime a subsolului, caz care poate să apară la clădirile cu socluri înalte şi cu înălţimi reduse ale subsolului, sau când se urmăreşte creşterea temperaturii în subsol. De regulă, având în vedere avantajele şi dezavantajele menţionate, se preferă soluţia amplasării stratului termoizolant suplimentar la partea inferioară a planşeului peste subsol. Pierderile de căldură prin planşeul peste subsol nu sunt funcţie numai de rezistenţa termică corectată a acestui element de construcţie perimetral, ci şi de temperatura din acest spaţiu neîncălzit (dacă temperatura Tu este mai mică, coeficientul de corecţie τ este mai mare). De aceea, la reabilitarea termică a clădirii trebuie să se ia o serie de măsuri pentru ca această temperatură să fie cât mai ridicată, în condiţiile în care majorarea gradului de izolare termică a planşeului conduce la o scădere substanţială a temperaturii în subsol.

151

Pe de altă parte, la reamenajarea şi modernizare termică trebuie să se urmărească şi obiectivul îmbunătăţirii condiţiilor de funcţionare a subsolului, în primul rând prin crearea unor condiţii igienico-sanitare corespunzătoare. Asanarea subsolurilor neîncălzite - subsoluri tehnice, cu boxe sau cu adăposturi de protecţie civilă - presupune măsuri pentru crearea şi menţinerea unui mediu uscat, curat, bine ventilat şi fără mirosuri neplăcute. Pentru obţinerea unui mediu uscat în subsol şi pentru eliminarea umidităţii din elementele de construcţie în contact cu pământul, trebuie analizată necesitatea şi oportunitatea următoarelor măsuri: - înlocuirea umpluturilor permeabile şi insuficient compactate din jurul clădirii, cu pământuri coezive, bine compactate; - revizuirea sau prevederea unor hidroizolaţii verticale pe suprafeţele exterioare ale pereţilor de pe conturul subsolului atât sub CTS, cât şi – eventual - peste CTS; - prevederea, la partea inferioară a subsolului, a unei plăci din beton simplu sau slab armat de 8-10 cm grosime, eventual pe un strat de pietriş filtrant; - realizarea unor şape din mortar de ciment, cu un sistem de pante, care să conducă eventualele infiltraţii de apă la başe de colectare, de unde apa să poată fi evacuată, fie prin racordare la conductele de canalizare, fie cu ajutorul unor pompe; - repararea şi întreţinerea corespunzătoare a conductelor de instalaţii sanitare şi termice amplasate în subsol; - luarea unor măsuri care să elimine posibilitatea refulării apei din conductele de canalizare exterioară; - repararea, revizuirea şi, eventual, refacerea trotuarelor de protecţie în jurul clădirii; - prevederea, la socluri, a unor straturi de protecţie şi de finisaj impermeabile şi cu proprietăţi hidrofobe. Creşterea temperaturii din subsolul neîncălzit prin îmbunătăţirea protecţiei termice a elementelor de construcţie în contact cu solul este costisitoare şi deci, mai puţin eficientă. Se menţionează totuşi următoarele măsuri posibile: - prevederea unui strat termoizolant vertical la exteriorul pereţilor de pe conturul subsolului, în continuarea stratului termoizolant de la soclu; această măsură poate fi eficientă în unele situaţii, de exemplu în cazul în care, din alte considerente, se îndepărtează umplutura şi se repară sau se înlocuieşte hidroizolaţia verticală; ca material termoizolant se poate avea în vedere - printre altele şi polistirenul extrudat care, prin caracteristicile sale de rezistenţă mecanică şi prin buna comportare la acţiunea apei, nu necesită straturi de protecţie; - prelungirea stratului termoizolant care se prevede la socluri până la 30-40 cm sub CTS, şi chiar mai mult; - prevederea unui strat termoizolant vertical la interiorul pereţilor de pe conturul subsolului, în continuarea stratului care se montează la racordarea cu tavanul; - izolarea termică a planşeului peste subsol, în zonele adiacente mediului exterior, de exemplu sub loggiile de la parter etc.

152

Ventilarea corespunzătoare a subsolurilor neîncălzite este un factor determinant atât pentru asanarea spaţiului, cât şi pentru reducerea pierderilor de căldură (prin realizarea unei temperaturi cât mai ridicate). Deoarece aceste cerinţe sunt în contradicţie - ventilare puternică pentru obţinerea unor condiţii igienico-sanitare superioare şi ventilare cât mai redusă pentru limitarea pierderilor de căldură - trebuie adoptată o soluţie de echilibru, satisfăcătoare din ambele puncte de vedere. De aceea se recomandă următoarele măsuri: - revizuirea numărului, poziţiilor şi dimensiunilor golurilor de ventilare care trebuie să conducă la o rată convenabilă a schimburile de aer; - prevederea unor goluri de ventilare naturală şi în cazul unor socluri scunde sau când pardoseala de la parter este la nivelul CTS, prin amenajarea unor prize de aer şicanate; - realizarea, prin spargere, a unor goluri la partea superioară a pereţilor interiori structurali şi nestructurali, pentru a asigura o bună circulaţie a aerului în interiorul subsolului; - amenajarea, eventual, a unor ventilaţii verticale având prizele la tavanul subsolului şi orificiul de evacuare peste acoperiş; - montarea unor grile corespunzătoare la golurile de ventilare naturală de pe conturul subsolului; - repararea şi etanşarea ferestrelor exterioare precum şi a uşilor şi/sau a chepengurilor de acces în subsol. 9.7 SOLUŢII PENTRU TÂMPLĂRIA EXTERIOARĂ 9.7.1 Sisteme de ferestre utilizate la clădirile civile Din punct de vedere al materialelor din care sunt alcătuite, ferestrele utilizate la clădirile civile sunt realizate din: - lemn (răşinoase, foioase); - metal (laminate curente şi speciale de oţel, bandă de oţel, aluminiu); - mase plastice. 9.7.1.1 Ferestre cu profile din lemn - Rezistenţa mecanică a tâmplăriei diferă în funcţie de esenţa de lemn utilizată. - Pot apare modificări ale geometriei ferestrei şi deformări ale elementelor componente, deoarece: - lemnul este un material care se deteriorează în timp (se deformează, putrezeşte etc.); - gradul de contragere la uscare conduce la apariţia de deformări la îmbinările între piesele componente, mai ales ale cercevelelor. - Etanşarea între toc şi cercevea făcându-se prin suprafeţele de bătaie ale falţurilor, rezultă o reducere a etanşării datorate deformării pieselor componente ale tâmplăriei. 9.7.1.2 Ferestre cu deschidere obişnuită - Sistemul de deschidere asigură o etanşare la apă şi vânt mai bună decât alte tipuri de deschidere: în momentul în care bate vântul, cerceveaua exterioară este presată pe toc, mărind etanşarea atât la vânt, cât şi la apa de ploaie împinsă de acesta. - Nu este necesară prevederea lăcrimarelor (dispozitive care îndepărtează

153

apa de ploaie de pe traverse), la ferestre fără supralumină. - Trebuie amplasate astfel încât să permită întreţinerea lor (la parter sau în dreptul unor loggii sau balcoane). Întreţinerea este dificilă - cerceveaua exterioară este greu de curăţat - dacă fereastra nu este la parter sau în dreptul unor loggii sau balcoane. - Amplasarea ferestrelor de la parterul clădirilor cu faţada direct la trotuarul de circulaţie al străzii, se face la înălţime convenabilă, pentru a nu pune în pericol trecătorii, când acestea sunt deschise. - Durabilitatea mai scăzută; astfel, cercevelele exterioare se deteriorează mai repede (atât componentele din lemn, cât şi accesoriile metalice), datorită faptului că au fost expuse direct agenţilor de mediu (apă, zăpadă, soare). - Tâmplăriile duble cu deschidere „obişnuită" nu pot fi folosite la clădiri înalte, aria de utilizare a fost restrânsă la clădiri de mică importanţă şi utilizarea acestui sistem este redusă. 9.7.1.3 Ferestre duble cu deschidere interioară Ferestrele cuprind două tipuri de sisteme: 1. cu cercevele independente 2. cu cercevele cuplate - La ferestrele duble cuplate se asigură o etanşare mai mare la infiltraţiile de aer, datorită faptului că cercevelele celor două rânduri, fiind solidarizate între ele, îşi împiedică reciproc deformaţiile în timp. - Sistemul permite o întreţinere uşoară (ambele cercevele pot fi curăţate din interior). - Este necesară prevederea de lăcrimare pe traversele inferioare (fie ale tocului, fie ale cercevelei), ca şi la traversa intermediară dacă există supralumină, precum şi realizarea de şanţuri pentru scurgerea apei infiltrate prin falţurile verticale, deoarece presiunea vântului îndepărtează cerceveaua de toc, împingând-o către interior. - Ferestrele, duble cuplate au, prin construcţie, o etanşeitate la vânt mai slabă decât cele duble cu rânduri independente. - Întreţinerea în timp a cercevelelor ferestrelor duble cuplate este dificilă, deoarece: - există riscul ca în timp să nu se mai poată deschide cercevelele între ele pentru curăţare, datorită suprapunerii şi lipirii straturilor de vopsea, în urma revopsirii lor; - este favorizată murdărirea, datorită pătrunderii aerului încărcat cu vapori şi cu praf prin falţurile tâmplăriei, în spaţiul de aer creat între cele două foi de geam; aceştia condensează şi lipesc praful pe pereţii geamului. 9.7.1.4 Ferestre metalice Principalele materiale care se utilizează pentru aceste ferestre sunt oţelul (obişnuit, inox) şi aluminiul. 9.7.1.4.1 Ferestrele cu profile din oţel - Au rezistenţă mecanică mare (în raport cu ferestrele realizate cu profile din lemn sau materiale plastice). - Au rezistenţă bună la agenţii de mediu.

154

- Deficienţele principale ale ferestrelor realizate cu profile metalice sunt cauzate de pierderile de căldură importante prin material, fapt care favorizează apariţia condensului pe faţa interioară a ferestrei. - Sunt grele (prin comparaţie cu ferestrele realizate din alte materiale sau din aluminiu). Materialele din care sunt realizate profilele sunt: a. laminate curente b. laminate speciale c. din bandă şi tablă de oţel 9.7.1.4.2 Ferestre metalice cu profile din oţel, realizate cu laminate curente Sunt în general ferestre simple, cu geam simplu. - Rezistenţă mecanică ridicată şi rezistenţă la agenţii de mediu. - Preţ scăzut în comparaţie cu alte tâmplarii metalice. - Posibilitate de execuţie în ateliere, fără tehnologie şi utilaje performante. - Greutatea mare a subansamblurilor implică dificultăţi în manevrarea cercevelelor, precum şi dispozitive puternice de ancorare în perete şi de asigurare a mişcării. - Sistemul de asamblare al profilelor laminate pentru obţinerea unui element de tâmplărie reprezintă un procedeu imprecis şi greoi. - Suprapunerea unor părţi ale laminatelor curente reprezintă o îngroşare şi îngreunare suplimentară a ferestrei. - Izolare termică foarte scăzută. - Tehnologia de producere şi montaj a tâmplăriei conduce la deformări ale profilelor, fapt care nu asigură realizarea unei etanşeităţi corespunzătoare la apă, vânt şi infiltraţii de aer. - Sistemul de etanşare al acestor tâmplarii este greu de realizat, deoarece tehnologia de producerea profilelor nu permite introducerea garniturilor. - Neglijarea întreţinerii în timp a integrităţii suprafeţelor vopsite reprezintă sursa unora dintre deficienţele apărute la aceste tipuri de tâmplării (lipsa revopsirii la timp conduce la ruginire, iar acoperirea cu vopsea în exces determină blocarea mecanismelor de închidere). 9.7.1.4.3 Ferestrele cu profite din laminate speciale de oţel pentru tâmplărie pot fi simple sau duble (cu rânduri cuplate), cu geam termoizolant sau cu geam simplu. - Rezistenţa mecanică şi rezistenţa la agenţii de mediu este ridicată. - Precizia ridicată a profilelor asigură acurateţea tâmplăriei. - Posibilitate de introducere a garniturilor de etanşare care permit montarea de geamuri termoizolante. - Sunt grele, şi în consecinţă necesită accesorii solide pentru fixarea în perete, precum şi balamale puternice. - Tehnologia de asamblare prin sudură (numai la colţuri şi realizată cu utilaje speciale) a tâmplăriei, permite realizarea unei etanşeităţi îmbunătăţite, dar insuficientă, totuşi, în lipsa unor garnituri de cauciuc sau plastic.

155

- Pierderile de căldură prin profilele metalice sunt importante; rezistenţa termică a acestor profile este scăzută. - Apare condens pe suprafaţa interioară a profilelor în condiţiile de temperatură şi umiditate curente, iarna. - Neglijarea întreţinerii în timp a integrităţii suprafeţelor vopsite reprezintă sursa unora dintre deficienţele apărute la aceste tipuri de tâmplarii (lipsa revopsirii la timp conduce la ruginire dar şi acoperirea cu vopsea în exces determina blocarea mecanismelor de închidere). - Costuri de producţie importante. 9.7.1.4.4 Ferestre cu profile din bandă de oţel Ferestre cu profile din tablă sau bandă de oţel prelucrată la presa lineară (abkant) se realizează în general în varianta - ferestre simple. - Au rezistenţa mecanică ridicată, în raport cu ferestre realizate cu alte tipuri de materiale (lemn, plastic). - Au rezistenţă bună la agenţii de mediu. - Profilele sunt simple, cu puţine îndoituri care conferă rezistenţă şi rigiditate. - Nu au lăcaşuri pentru garnituri de etanşare datorită simplităţii profilelor. - Au consum mare de manoperă atât pentru confecţionarea profilelor, cât şi pentru asamblarea tâmplăriei. - Sunt grele, şi în consecinţă necesită accesorii solide pentru fixarea în perete, precum şi balamale puternice. - Tehnologia de execuţie a tâmplăriei nu permite realizarea unei etanşeităţi corespunzătoare la apă, vânt şi infiltraţii de aer, deoarece: - realizarea îndoiturilor este imprecisă şi prin urmare, profilele nu se păsuiesc bine; - profilele sunt simple. - Pierderile de căldură prin profilele metalice sunt importante, dar totuşi mai mici decât prin tâmplăriile din profite laminate. - Apare condens pe faţa interioară a tâmplăriei. - Neglijarea întreţinerii în timp a integrităţii suprafeţelor vopsite reprezintă sursa unora dintre deficienţele apărute la aceste tipuri de tâmplării (lipsa revopsirii la timp conduce la ruginire iar acoperirea cu vopsea în exces determină blocarea mecanismelor de închidere). 9.7.1.4.5 Ferestre cu profile din bandă prelucrată la presa cu role Tehnologia de producere a profilelor la presa cu role permite folosirea de bandă de oţel mai subţire, cu îndoituri multiple, care conferă rezistenţă mecanică ridicată şi greutate redusă. - Precizia îndoiturilor determină o mai bună păsuire a profilelor, precum şi posibilitatea realizării lăcaşurilor pentru garnituri de etanşare. - Fiind un produs industrial (confecţionarea profilelor este automată), manopera se reduce la asamblarea profilelor cu utilaje speciale. - Montarea geamurilor se face în fabrică, eliminând aceasta manoperă de pe şantier. - Sunt grele, şi în consecinţă necesită accesorii mai solide pentru fixarea în perete, precum şi balamale puternice.

156

- Finisarea acestor tâmplarii se face în fabrică, prin dispozitive automate sau semiautomate, de vopsire şi uscare rapidă în cuptoare. Se produc şi tâmplarii din banda de inox, care nu mai necesită alt finisaj. - Cu greutatea mai mică decât a celorlalte tâmplării din oţel, prin comparaţie cu alte materiale (aluminiu sau plastic), sunt mai grele. - Grosimea mică a tablei face aceste profile sensibile la coroziune, impunând o protecţie anticorosivă şi în interiorul profilelor, ceea ce necesită o tehnologie specială. - Pierderile de căldură prin profilele metalice sunt importante, cu toată grosimea redusă a pereţilor profilelor; rezistenţa termică a acestor profile este scăzută, înregistrându-se condens pe suprafaţa tâmplăriei, în lipsa unor prevederi de întrerupere a punţilor termice. - Neglijarea întreţinerii în timp a integrităţii suprafeţelor vopsite reprezintă sursa unora dintre deficienţele apărute la aceste tipuri de tâmplării (lipsa revopsirii la timp conduce la ruginire iar acoperirea cu vopsea în exces determină blocarea mecanismelor de închidere). 9.7.1.4.6 Ferestre cu profile din aluminiu - Ferestrele sunt realizate cu profile speciale extrudate, care asigură: - acurateţe şi stabilitate dimensională; - dimensiuni mai reduse ale profilelor; - greutate mai mică; - posibilitate de realizare a etanşării cu garnituri montate în locaşuri speciale ale profilelor. - Asamblarea elementelor se face prin clipsare, sau prin fixări mecanice cu şuruburi, fără suduri. - Este posibilă finisarea automată, din fabrică, a profilelor, fie prin vopsire (pulverizare cu aer comprimat, sau prin procedee electrostatice), fie prin eloxare (anodizare). - Deficienţa majoră a ferestrelor cu profile din aluminiu semnalată la clădirile existente, este rezistenţa termică foarte scăzută rezultată din caracteristicile materialului, în condiţiile absenţei profilelor de rupere a punţilor termice. - Rezistenţa ridicată la solicitări mecanice şi rezistenţă la agenţii de mediu. - Posibilităţile pe care le oferă tehnologia de asamblare a profilelor (fără sudură), face ca deformaţiile din producţie şi montaj să fie evitate. - Durată lungă de viaţă. - Pierderile de căldură prin profilele metalice sunt importante; rezistenţa termică a acestor profile este scăzută în lipsa unor prevederi de întrerupere a punţilor termice. - Se înregistrează condens pe faţa tâmplăriei. - Tâmplăriile fiind foarte etanşe, pot schimba regimul higrotermic al încăperilor. 9.7.1.5 Ferestre realizate cu profile din mase plastice Profilele tâmplăriei sunt realizate integral din PVC, prin extrudare. - Au rezistenţă bună la agenţii de mediu; sunt insensibile la variaţiile de umiditate din atmosferă. - Au rezistenţa mecanică redusă (cu atât mai mult la profilele fără „armături" din ţeavă); în consecinţă ferestrele din PVC au în general

157

dimensiuni mai mici decât cele metalice. - Posibilităţile de asamblare pe care le oferă tehnologia de producţie a profilelor (în general clipsare), face ca deformaţiile din producţie şi montaj să fie evitate. - Tehnologia de producţie permite atât montarea geamurilor simple, cât şi a geamurilor termoizolante. - Nu necesită întreţinere în timp, plasticul fiind colorat în masă, sau finisat cu peliculă acrilică, realizată în timpul procesului de fabricaţie a profilelor. - Au etanşeitate mare, datorită garniturilor pe care le includ. - Pierderile de căldură prin profilele din PVC sunt mici. - Tâmplăriile fiind foarte etanşe, pot schimba regimul higrotermic al încăperii. - Durata de viaţă verificată practic este de circa 30 de ani. - Posibila îmbătrânire a materialului şi modificare a culorilor (mai ales la tâmplăriile albe), în funcţie de materialul plastic utilizat şi de rezistenţa la razele ultraviolete. 9.7.2 Soluţii de intervenţie asupra ferestrelor clădirilor civile existente Modernizarea din punct de vedere termic a tâmplăriei exterioare se poate realiza, pe două căi: - prin repararea, recondiţionarea şi îmbunătăţirea tâmplăriei existente; - prin înlocuirea tâmplăriei existente cu tipuri noi, mai performante. Valorile orientative de calcul ale rezistenţelor termice ale tâmplăriilor utilizate în mod curent, prevăzută în reglementările româneşti, sunt cuprinse în tab.9.1. Tab.9.1 Valorile rezistenţei termice normate ale tâmplăriei

Funcţiunea clădirii Zona climatică I Zona climatică II Clădiri de locuinţe R'min = 0,5 m2K/W Spitale, creşe, policlinici Rnormat = 0,39 m2K/W Rnormat = 0,43 m2K/W Învăţământ, sport Rnormat = 0,39 m2K/W Rnormat = 0,43 m2K/W Birouri, clădiri comerciale, hoteluri

R normat = 0,30 m2K/W

In calculul performanţelor termice ale ferestrelor, în mod curent, 20-30% din valoarea totală a izolaţiei este dată de cadru (toc, cercevea). Valorile de calcul ale tâmplăriilor existente pot fi asimilate cu cele prevăzute în standardul SR EN ISO 10077 - 1 pentru tâmplăriile noi, pentru componentele (de rezistenţă şi vitrată) corespunzătoare. Aceste valori pot fi amendate, conform tab.9.2, în funcţie de tipurile de defecte / degradări constatate.

158

Tab.9.2 Coeficienţi de corecţie a rezistenţelor termice specifice ale ferestrelor

Tip de tâmplărie Tip de defect / degradare

Coeficient de corecţie a rezistenţei

termice specificerost între: toc şi cercevea; montant şi cercevea; cercevele - lăţimea rostului ≥ 3 mm şi < 5 mm

10% Tâmplărie dublă din lemn

- lăţimea ≥ 5 mm 20% rost între: toc şi ansamblul de cercevea cuplată; montant şi ansamblul de cercevea cuplată; ansamblurile de cercevele cuplate - lăţimea rostului ≥ 3 mm şi < 5 mm

1 5%

- lăţimea rostului ≥ 5 mm 25% rost între cercevelele componente ale ansamblului de cercevea cuplată - lăţimea rostului ≥ 3 mm şi < 5 mm

5%

Tâmplărie cuplată din lemn

- lăţimea rostului ≥ 5 mm 10% rost între : toc şi cercevea; montant şi cercevea; cercevele - lăţimea rostului ≥ 1 mm şi < 3 mm

15%

- lăţimea rostului ≥ 3 mm 25% rost între falţ şi cercevea; falţ şi geam - lăţimea rostului ≥ 1 mm şi < 3 mm 5%

Tâmplărie metalică şi din PVC

- lăţimea rostului ≥ 3 mm 10% Toate tâmplăriile neetanşeităţi între elementele de

tâmplărie şi golul din elementul de construcţie

20%

Adăugarea de obloane la ferestrele existente aduce un spor în izolarea termică, în funcţie de tipul de oblon. Valorile orientative de calcul pentru ferestre cu obloane închise (cu permeabilitate la aer mare, medie şi mică), la care aria ramei reprezintă 20 şi 30 % din suprafaţa totală a ferestrei sunt prezentate în tab. 9.3 . Succesiunea operaţiilor pentru reabilitarea ferestrelor la clădirile civile existente este următoarea: - Înainte de proiectarea reabilitării trebuie realizată o expertizare tehnică, cât mai detaliată a tâmplăriei (identificarea stării tâmplăriei şi a rostului între aceasta şi perete). - Pe baza rezultatelor expertizei, urmează a se realiza revizuirea sau/şi repararea ferestrei (eventual prin înlocuirea acelor elemente a căror stare de degradare este mai mare decât a celorlalte elemente ale ferestrei); măsurile care se iau pentru îmbunătăţirea performanţelor sunt în funcţie de starea tâmplăriei existente. Dacă fereastra este foarte deteriorată, poate apărea necesitatea înlocuirii acesteia cu o fereastră nouă. - Trebuie verificat dacă etanşarea între tâmplărie şi perete este corect făcută şi în caz contrar, trebuie refăcută, prin injectare de spume expandate (poliuretan).

159

- In procesul de proiectare a reabilitării ferestrelor clădirilor civile, problema reetanşării trebuie tratată cu atenţie, pentru ca intervenţia să nu conducă la disfuncţionalităţi de confort (apariţia de condens, mucegai etc.) sau asupra tâmplăriei (să forţeze balamalele, să nu se mai închidă cercevelele). - Se recomandă completarea sau introducerea de garnituri de etanşare, astfel încât să nu se ajungă la forţarea balamalelor şi dispozitivelor de închidere. Se va evita ca garniturile de etanşare să fie dispuse la exterior. In ceea ce priveşte regimul higrotermic al încăperii, printr-o etanşare excesivă, eliminarea excesului de vapori de apă din aerul interior ar fi îngreunată, ceea ce ar putea conduce la apariţia unor fenomene nedorite, nespecifice înainte de reabilitare (zăpuşeală, condens pe faţa tâmplăriei etc.). Sub aspectul permeabilităţii la aer, există pericolul etanşării excesive, care poate conduce la o împrospătare insuficientă a aerului din încăperi. Măsurile de reabilitare termică a tâmplăriei exterioare se pot grupa, astfel: - lucrări de reparaţii capitale şi de recondiţionare a tâmplăriei existente; - măsuri de îmbunătăţire a etanşeităţii elementelor mobile ale tâmplăriei, prin prevederea unor garnituri de etanşare; - mărirea rezistenţei termice prin modificarea tâmplăriei existente, astfel încât să se creeze încă un spaţiu de aer neventilat; - înlocuirea tâmplăriei existente cu tipuri noi, mai performante. 9.7.2.1 Soluţii de principiu Operaţiunea de îmbunătăţire a performanţelor termice ale ferestrelor existente se face numai după ce în prealabil a fost verificată starea lor din punct de vedere al rezistenţei mecanice şi a fost evaluat gradul de izolare termică a ferestrelor. 9.7.2.1.1 Asigurarea geometriei corecte a ferestrei şi a rezistenţei ei la solicitări mecanice. Aceasta se realizează prin verificarea geometriei corecte a elementelor componente (mai ales a cercevelelor) şi a rezistenţei mecanice a acestora (în special a îmbinărilor de la colţuri ale cercevelelor), prin verificare vizuală (calitativ). Dacă elementele constitutive ale cadrului (toc sau cercevea) sunt în stare bună (nu se înregistrează degradări vizibile), se recomandă prevederea de colţare metalice pentru rigidizarea colţurilor cercevelelor. Dacă elementele constitutive ale cadrului (toc sau cercevea) sunt deteriorate (se înregistrează degradări vizibile), se recomandă: - înlocuirea elementelor deteriorate, dacă în urma analizei vizuale se constată că cel mult 25% din cadru este deteriorat şi că repararea cadrului este mai puţin costisitoare decât înlocuirea lui (se repară o traversă sau un montant); - înlocuirea integrală a cadrului, cu unul nou, dacă în urma analizei vizuale se constată că mai mult de 25% din cadru este deteriorat; - se recomandă prevederea de colţare metalice pentru rigidizarea colţurilor cercevelelor.

160

9.7.2.1.2 Creşterea performanţelor termice ale ferestrei se realizează prin: a. Sporirea rezistenţei termice a ferestrei, prin: - prevederea unui rând suplimentar de geam; - îmbunătăţirea etanşeităţii elementelor mobile ale tâmplăriei; - prevederea de dispozitive suplimentare, cu rol de îmbunătăţire a gradului de izolare termică (storuri, jaluzele, obloane); - înlocuirea integrală a tâmplăriei cu una mai performantă. In domeniul reabilitării termice, ca regulă generală, orice suplimentare cu un geam şi un spaţiu de aer este binevenită, deoarece aduce fereastra la performanţele unei ferestre cu trei rânduri de geam (sau chiar cu patru). Prevederea de obloane şi storuri sporeşte performanţele termice ale ferestrelor. Eventualul condens care s-ar forma pe suprafaţa interioară a geamului exterior este de presupus că se va usca, datorită neetanşeităţii între cerceveaua exterioară şi toc sau datorită prevederii de garnituri de etanşare discontinue amplasate pe cerceveaua exterioară. a.1 Îmbunătăţirea rezistenţei termice a tâmplăriei prin realizarea unui strat suplimentar de aer Procedeul presupune realizarea unui strat suplimentar de aer, cu calităţi termoizolante, între foile de geam. a.1.1 Adăugarea unei foi suplimentare de geam obişnuit Soluţia este posibilă numai la ferestrele realizate cu profile din lemn. La ferestrele realizate cu profile metalice sau din plastic, adăugarea unei foi suplimentare de geam este foarte dificilă; la ferestrele realizate cu profile din plastic adăugarea unei cercevele suplimentare este imposibilă. Poziţia foii suplimentare de geam în cadrul tâmplăriei poate fi următoarea: 1. pe cerceveaua interioară; 2. pe cerceveaua exterioară. La tâmplăriile din lemn, trebuie verificate şi luate măsuri pentru asigurarea rezistenţei şi rigidităţii cadrului, prin: a. asigurarea că elementele rezistente ale tâmplăriei (montanţi şi traverse) sunt în stare bună (nu se înregistrează deformări, desprinderi ale elementelor, lemnul nu este putrezit); b. mărirea indeformabilităţii cercevelei, prin rigidizarea colţurilor (cu colţare metalice). La unele tâmplării tradiţionale, traversa inferioară a cercevelei este mai solidă (62 mm şi chiar 72 mm la cerceveaua principală a ferestrelor cuplate faţă de 52 mm, la montanţi, traversa superioară şi la traversa inferioară a tâmplăriilor standardizate), fapt care asigură că cerceveaua poate susţine greutatea geamului suplimentar, dacă nu este deteriorată. La tâmplăriile cu deschidere interioară, dispozitivele de montare a geamului

161

suplimentar pe faţa interioară a cercevelei exterioare sau pe faţa exterioară a cercevelei interioare se recomandă să aibă un relief cât mai mic, pentru ca deschiderea cercevelei exterioare către interior să se facă la un unghi cât mai apropiat de 90°. Se recomandă ca modul de fixare al foii suplimentare pe cerceveaua exterioară să se facă pe faţa interioară a cercevelei şi nu pe exteriorul acesteia, dacă fereastra nu este protejată împotriva intemperiilor, de relieful unor streşini late, de copertine sau de profiluri insuficient de late şi dacă lăcrimarul de pe cerceveaua exterioară nu împiedică fixarea geamului suplimentar la partea de jos (la lăcrimare existente din tablă). Piesele pentru fixarea geamului pe cercevea pot fi locale sau continue: - piese locale demontabile, din metal sau plastic; - baghete continue, demontabile, din lemn, plastic sau metal; - pe o cercevea suplimentară, proprie, cuplată pe cerceveaua existentă. Montarea unui geam suplimentar pe cercevea proprie necesită în mod obligatoriu (după verificarea geometriei şi rezistenţei mecanice a ferestrei), ranforsarea colţurilor, pentru ca rezistenţa profilelor ramei cercevelei să poată susţine cerceveaua suplimentară, cu geamul ei. Cerceveaua proprie trebuie să fie uşoară, deci din lemn sau din profile metalice fine.

Fig.9.25 Reabilitarea termică a tâmplăriei din lemn cuplată a - cu geam termoizolant pe cercevelele interioare existente; b - cu cercevea metalică suplimentară montată pe cerceveaua interioară existentă; c - cu cercevea suplimentară din lemn montată pe cerceveaua interioară existentă 1 - geam termoizolant; 2 - cercevea metalică suplimentară cu geam simplu; 3 - cercevea din lemn suplimentară cu geam simplu

162

La uşile de balcon, dacă condiţiile de iluminare naturală permit acest lucru, poate fi aplicată o soluţie de îmbunătăţire a caracteristicilor termotehnice, care constă din înlocuirea geamurilor existente pe înălţimea parapetului ferestrelor adiacente, cu panouri opace, cu caracteristici superioare de termoizolare, realizate dintr-un strat de material termoizolant eficient, montat între două foi din PFL, PAL sau din alte produse similare. a.1.2 Adăugarea unei foi suplimentare de geam cu peliculă „low e” Toate prevederile de mai sus sunt valabile şi în situaţia în care se prevede, în locul unui geam obişnuit (tras sau float), un geam cu tratament „low e”. Suprafaţa de geam cu pelicula „low e” (strat reflectant al razelor infraroşii având un coeficient de emisie e ≤ 0,10) se dispune către stratul de aer nou creat, nu către interiorul încăperii, pentru a asigura acestei suprafeţe, protecţia împotriva zgârierii. Pot să apară însă probleme de reducere a luminii naturale şi a eficienţei termice în timp, datorită depunerii de praf pe suprafaţa tratată. a.1.3 Subîmpărţirea stratului de aer existent în două lame mai înguste Soluţia se poate realiza numai la tâmplăriile duble, cu deschidere independentă, prin prevederea de storuri din material textil (ţesătură de fibră de sticlă), rulate pe un tambur cu arc interior, amplasat la partea superioară a ferestrei, între cele două cercevele; pentru a asigura o oarecare etanşare a celor două lame de aer, este necesară realizarea unor ghidaje laterale subţiri pe căptuşeala interioară a ferestrei (între montanţii tocului), pe care să gliseze storul. a.1.4 Înlocuirea unui geam simplu cu un geam termoizolant, realizând o fereastră cu trei rânduri de geamuri Montarea geamului termoizolant se face cu piese metalice, plate sau cu baghetă din lemn. Se vor respecta cerinţele privind poziţionarea unităţii vitrate noi, pentru a se evita deteriorarea peretelui. La ferestrele duble, cu deschidere independentă, se poate înlocui geamul simplu al cercevelei interioare cu un geam dublu termoizolant.

163

Fig.9.26 Tipuri de tâmplărie cu performanţă termică ridicată din lemn a - tâmplărie simplă din lemn cu geam termoizolant; b - tâmplărie cuplată din lemn cu geam termoizolant la interior şi geam simplu la exterior; c - tâmplărie dublă din lemn cu geam termoizolant la interior şi geam simplu la exterior 1 - termoizolaţie; 2 - geam termoizolant; 3 - geam simplu a.1.5 Adăugarea unei ferestre noi, simple, la o fereastră dublă, existentă Soluţia este posibilă atât la tâmplăriile cu deschidere obişnuită, cât şi la cele cu deschidere interioară. Tipul de tâmplărie interioară poate fi din: lemn, metal, plastic; de asemenea, tipul de vitraj poate fi simplu sau dublu (cu geam termoizolant). In această variantă se prevede un toc independent, montat pe perete. Montarea noii ferestre se face după cum urmează: a. La tâmplăriile cu deschidere obişnuită, fereastra nouă se montează pe un toc în interior, la faţa peretelui. b. La tâmplăriile cu deschidere interioară, fereastra nouă poate fi montată fie în interior, fie în exterior: - dacă fereastra existentă este poziţionată la limita faţadei, pentru a nu afecta neplăcut faţada, este recomandabilă montarea ferestrei suplimentare la interior, pe faţa peretelui; - dacă fereastra existentă este retrasă faţă de planul faţadei suficient (min. 12 cm) pentru a permite montarea ferestrei suplimentare fără a depăşi planul faţadei, este posibilă montarea ferestrei în exterior, însă comportarea

164

în timp la intemperii, este afectată cu atât mai mult cu cât fereastra este mai aproape de planul faţadei. In acest caz, se pot evidenţia două situaţii: - fereastra exterioară se poate deschide către exterior, dar numai dacă în faţa ferestrei respective se găseşte un balcon, o loggie sau o terasă; - fereastra exterioară se poate deschide către interior, dar tocul ferestrei suplimentare va fi mult mai lat pentru a permite deschiderea la circa 900 a cercevelei acestuia, ceea ce afectează aspectul plastic al faţadei şi totodată reduce cantitatea de lumina care pătrunde în încăpere.

Fig.9.27 Reabilitarea tâmplăriei din lemn, dublă a - cu geam termoizolant pe cercevelele interioare existente; b - cu cercevea metalică suplimentară montată pe cerceveaua interioară existentă; c - cu cercevea suplimentară din lemn montată pe cerceveaua interioară existentă. 1 - geam termoizolant; 2 - cercevea metalică suplimentară cu geam simplu; 3 - cercevea din lemn suplimentară cu geam simplu b. Asigurarea etanşării la aer şi vânt (diminuarea infiltraţiilor de aer) între: - fereastră şi peretele în care este pozată; - elementele componente ale ferestrei. Odată cu îmbunătăţirea performanţelor termice ale ferestrelor, rezultă implicit şi o îmbunătăţire a performanţelor de izolare acustică prin:

165

- prevederea celui de-al treilea rând de geam (preferabil de grosime mai mare decât a celor din tâmplăria existentă); - prevederea garniturilor de etanşare; - prevederea de dispozitive suplimentare (jaluzele, obloane) - adăugarea unei tâmplarii simple lângă cea dublă existentă: - înlocuirea integrală a tâmplăriei cu alta mai performantă termic. La aceste măsuri se mai poate adăuga şi prevederea de materiale fonoabsorbante poroase pe toc, în spaţiul dintre cercevele. Etanşarea la aer şi vânt a ferestrelor are două componente: b.1 Etanşarea tâmplăriei în raport cu peretele în golul căruia este montată Etanşarea între partea opacă (perete propriu-zis) şi partea vitrată a anvelopei se realizează cu materiale ale căror caracteristici sunt de aderenţă sau de elasticitate, dar nu de rezistenţă mecanică. Operaţia de etanşare se poate face prin: - injectarea unei spume expandate care umple spaţiul respectiv, etanşându-l; - burarea spaţiului cu vată minerală sau pâslă minerală bine îndesate şi etanşarea la cele două feţe ale tâmplăriei cu chituri permanent elastice, eventual protejate cu profile/baghete de acoperire, dacă nu sunt acoperite de finisajul refăcut al peretelui. Materialele pentru etanşare se pot grupa în două categorii principale: elastomeri şi plastomeri. b.2 Etanşarea tâmplăriei însăşi, prin păsuirea elementelor tâmplăriei şi prin luarea de măsuri suplimentare pentru asigurarea etanşării prin adăugarea de garnituri. La ferestrele existente pot fi prevăzute următoarele tipuri de garnituri de etanşare: - la tâmplarii existente, neprotejate de garnituri: - garnituri autoadezive, din cauciuc sintetic, fixate pe una dintre suprafeţele de bătaie, peste suprafeţele vopsite ale tocului sau cercevelei. La tâmplăriile care nu au, din fabricaţie, astfel de garnituri, adăugarea lor pe suprafeţele de bătaie conduce, în funcţie de materialul şi elasticitatea garniturilor, la o închidere mai dificilă a cercevelelor pe tocuri şi chiar la necesitatea schimbării balamalelor. - garnituri profilate introduse în locaşuri practicate în cercevea sau toc, la tâmplăriile din lemn; adoptarea acestei soluţii creează complicaţii deoarece trebuie scoasă cerceveaua şi realizat, prin frezare, locaşul respectiv. - la tâmplarii prevăzute cu garnituri profilate introduse în locaşuri speciale se pune doar problema înlocuirii garniturilor uzate. In cazul existenţei unor garnituri pe tâmplăriile existente vechi, se impune înlocuirea porţiunilor uzate şi deteriorate (sau completarea zonelor unde garniturile lipsesc). Pentru poziţionarea garniturilor de etanşare şi pentru asigurarea unei durabilităţi şi fiabilităţi maxime, trebuie ţinut cont de influenţa agenţilor atmosferici (radiaţii UV şi IR, gazele din aer etc.), asupra materialelor constitutive, precum şi de posibilităţile de montaj ale garniturilor astfel încât

166

închiderea deschiderea cercevelelor să nu fie îngreunată şi nici balamalele să nu fie forţate. Se recomandă poziţionarea garniturilor în zona centrală şi la interiorul profilului şi, pe cât posibil, evitarea plasării garniturilor de etanşare în zonele expuse direct radiaţiilor solare. In cazul în care este nevoie de executarea prin frezare a unor locaşuri pentru garnituri, se va ţine seama de faptul că tocul şi piesele intermediare fixe (montanţi, traverse) nu pot fi demontate scoaterea tocului din zidărie duce de obicei la degradarea lui); în consecinţă, intervenţiile pe toc sunt foarte dificile şi trebuie făcute “in situ”. Se poate interveni pe tocuri prin piese adăugate - baghete, profile port-garnitură etc. In cazul în care nu se pot prevedea baghete suplimentare port-garnitură (sau nu se doreşte aceasta), este posibilă intervenţia asupra cercevelelor (care pot fi scoase din balamale) pe bancuri de lucru pentru realizarea de locaşuri pentru garnituri, executate prin frezare pe conturul cercevelei. Locaşurile frezate pentru garnituri, precum şi garniturile, se vor întrerupe în dreptul balamalelor, acestea neputând fi mutate de la locul lor. Se poate monta un singur rând de garnituri pe cerceveaua interioară, un singur rând de garnituri pe cerceveaua exterioară sau două rânduri de garnituri, câte unul pe fiecare rând de cercevele. Se vor evita soluţiile de prelucrare a tocului/cercevelei care presupun mutarea sau schimbarea balamalelor, deoarece demontarea balamalelor îngropate (utilizate în mod curent la ferestre) este extrem de dificilă. Garniturile se vor monta după curăţarea şi revopsirea tâmplăriei. La vopsiri ulterioare, înaintea operaţiei de vopsire propriu-zisă, fie se dezlipesc (se smulg) garniturile vechi şi se curăţă locaşul de resturi, fie se demontează baghetele port-garnitură. După vopsire şi uscarea acesteia, după caz, se lipesc garnituri noi pe baghetele rămase sau se remontează baghetele cu garnituri care au fost demontate. Suprafaţa opusă garniturii se protejează cu materiale speciale autocolante, pentru ca, la închiderea cercevelei, garnitura să nu se lipească de vopseaua imperfect uscată. Etanşarea suprafeţelor de bătaie se poate face şi cu bandă autoadezivă poliuretanică (purfix), fixată pe suprafaţa vopsită a tâmplăriei, sau chiar pe sticlă, dacă sticla se fixează pe cercevea prin baghete, cu menţiunea că trebuie înlocuită la intervale relativ mici de timp (1-2 ani), fiind sensibilă la radiaţiile solare ultraviolete (îmbătrâneşte). O problemă direct legată de îmbunătăţirea etanşeităţii tâmplăriei exterioare este ventilarea volumului interior, încălzit, al clădirilor de locuit. In condiţiile existente înainte de reabilitare, schimbul de aer se realizează în principal prin neetanşeităţile tâmplăriei. Prin prevederea garniturilor de etanşare, împrospătarea aerului trebuie realizată pe alte căi şi anume:

167

- prin deschiderea periodică a elementelor mobile ale tâmplăriei exterioare; - prin crearea unor sisteme controlate de pătrundere a aerului proaspăt din exterior (prize cu clapete mobile ş.a.); - prin asigurarea unei corecte funcţionări a canalelor verticale de ventilaţie existente în băile, grupurile sanitare suplimentare şi cămările neventilate direct, precum şi în unele bucătării; - prin executarea, eventual, cu ocazia modernizării, a unor canale verticale suplimentare de ventilare în cadrul apartamentului, în funcţie de spaţiile disponibile. Se atrage atenţia asupra consecinţelor nefavorabile, care pot să apară dacă nu se rezolvă corect această problemă: - dezagremente în ceea ce priveşte condiţiile de locuire (aer viciat, umiditate relativă mare ş.a.); - riscul apariţiei condensului pe suprafeţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale; - creşterea cantităţii de vapori de apă care condensează în anotimpul rece în interiorul elementelor de construcţie care fac parte din anvelopa clădirii. Pentru a asigura o ventilare corespunzătoare a încăperilor, pe lângă măsurile menţionate mai sus, se mai recomandă următoarele: - prevederea, atât la ferestrele existente, cât şi la ferestrele noi din lemn, a unui număr raţional de ochiuri de ventilaţie; - prevederea la tâmplăriile noi, a unor dispozitive de închidere/deschidere oscilobasculante; - revizuirea funcţionării canalelor verticale de ventilare naturală; - prevederea unor dispozitive pentru acţionarea automată şi periodică a unor ventilatoare amplasate fie la priză, fie pe acoperiş. c. Prevederea de dispozitive de protecţie solară (obloane, jaluzele, storuri) Aceste sisteme contribuie la sporirea rezistenţei termice, prin: - obloane compacte, relativ etanşe - lamele Materialul poate fi: - lemn - materiale plastice, casetate - aluminiu cu elemente umplute cu material plastic din aluminiu Trebuie să se ţină seama de faptul că montarea de obloane la ferestrele existente schimbă aspectul faţadei şi prin urmare nu ar fi de recomandat decât atunci când se reabilitează o clădire în ansamblu. Eficienţa termică a obloanelor se apreciază pe baza indicaţiilor din tab.9.3.

168

Tab. 9.3 Rezistenţa termică suplimentară pentru ferestre cu obloane închise (SREN 10077-1)

Rezistenţa termică suplimentară ΔR în (m2 K)/W, datorată permeabilităţii specifice la aer a

obloanelor Tip oblon

Rezistenţa termică

caracteristică a oblonului, Rsh

în (m2 K)/W permeabilitate ridicată la aer

permeabilitate medie ia aer

permeabilitate scăzută la aer

obloane rulante din aluminiu

0,01 0,09 0,12 0,15

obloane rulante din lemn/ plastic, fără umplutură spumantă

0,10 0,12 0,16 0,22

obloane rulante din plastic, cu umplutură spumantă

0,15 0,13 0,19 0,26

obloane rulante din lemn, de 25-30 mm grosime

0,20 0,14 0,22 0,30

d. Înlocuirea tâmplăriei existente cu tipuri noi de ferestre Dacă cheltuielile necesitate de repararea, recondiţionarea, îmbunătăţirea termotehnică a tâmplăriei existente sunt prea mari, se poate adopta soluţia înlocuirii tâmplăriei existente cu tipuri noi de ferestre şi uşi de balcon. Există patru variante de soluţii posibil de aplicat: a. tâmplărie din lemn, simplă, prevăzută cu geamuri termoizolante şi cu garnituri de etanşare; b. idem, dar cuplată, prevăzută cu un geam simplu la exterior şi cu un geam termoizolant la interior; c. tâmplărie din lemn dublă, prevăzută de asemenea cu un geam simplu la exterior şi cu un geam termoizolant la interior; d. tâmplărie din PVC, cu tocurile şi cercevelele prevăzute cu 3 camere de aer şi cu profile metalice galvanizate de ranforsare; se prevăd geamuri termoizolante duble sau triple şi câte două garnituri de etanşare atât între toc şi cercevele, cât şi pe conturul geamurilor termoizolante (fig. 9.28).

169

Fig.9.28 Tâmplărie din PVC simplă 1 - termoizolaţie; 2 - geam termoizolant

171

CAP.10 STABILIREA ORDINII DE PRIORITATE A MĂSURILOR DE REABILITARE TERMICĂ A CLĂDIRILOR Şl INSTALAŢIIL0R In cazul clădirilor existente care urmează a fi reabilitate din punct de vedere termotehnic, arhitectural şi funcţional atingerea unor parametri termo-higroenergetici performanţi este greu de atins, în condiţiile unei investiţii raţionale şi eficiente, cu o durată de recuperare acceptabilă. De aceea, este raţional ca în cazul acţiunii de reabilitare termică a clădirilor şi a instalaţiilor aferente să se facă diferenţieri de procedură în privinţa stabilirii soluţiilor care urmează a fi aplicate şi a valorilor parametrilor termoenergetici care trebuie atinşi. Majorarea nivelului de izolare a tuturor elementelor componente ale anvelopei, simultan cu o modernizare a sistemului de încălzire, având ca rezultat economii maxime de energie pentru o clădire, dar şi mărirea confortului termic, implică eforturi financiare considerabile din partea statului sau a proprietarilor şi chiriaşilor. Execuţia lucrărilor de reabilitare termică trebuie realizată în general odată cu lucrările de consolidare a clădirilor când trebuie analizată şi necesitatea reparării, înlocuirii sau modernizării instalaţilor, precum şi modernizarea arhitecturală. Oportunitatea realizării concertate a fiecărei din aceste acţiuni trebuie judecată de la caz la caz pe baza unor analize tehnico-economice şi de eficienţă, pentru a stabili dacă, nu este mai rentabilă demolarea unor clădiri foarte vechi şi utilizarea terenului pentru construirea unor clădiri noi, eficiente din punct de vedere energetic. Stabilirea ordinii de prioritate a măsurilor de reabilitare termică a clădirilor şi a instalaţiilor aferente cuprinde o clasificare a soluţiilor de reabilitare şi modernizare în funcţie de următoarele criterii: - cost redus de investiţie; - economie de energie în exploatare; - durată redusă de recuperare a investiţiei; - starea fizică a clădirii. Soluţiile de reabilitare şi modernizare propuse trebuie să rezulte în urma analizei tehnico-economice a unui set de variante după cum urmează: - varianta minimală - care să vizeze atingerea unor parametrii minimi admişi din punct de vedere al realizării condiţiilor de confort interior cu consumuri de energie reduse; - varianta medie - care să vizeze atingerea unor parametri medii din punct de vedere ai realizării condiţiilor de confort interior, cât şi din punct de vedere al reducerii consumurilor de energie; - varianta maximală - care să vizeze atingerea unor parametrii ridicaţi atât din punct de vedere al realizării condiţiilor de confort interior cât şi din punct de vedere a reducerii consumului de energie. Alegerea soluţiei optime se va face cu ajutorul unor indicatori sintetici şi anume: - valoarea investiţiei suplimentare;

172

- economia specifică de energie; - durata de recuperare a investiţiei suplimentare. Punerea în execuţie a unui proiect de modernizare energetică presupune analiza finanţării posibile a proiectului, din punct de vedere al schemei de finanţare posibil de aplicat şi din punct de vedere al suportabilităţii beneficiarului proiectului. Pentru a avea o imagine cantitativă din punct de vedere a costurilor de investiţie, a economiei de energie şi a duratei de recuperare a investiţiei suplimentare, pentru soluţiile de reabilitare şi modernizare termică a clădirii şi a instalaţiilor aferente, se poate folosi o analiză economico-energetică pe o clădire existentă. 10.1 CRITERIUL COSTURILOR DE INVESTIŢIE REDUSE Clasificarea soluţiilor de reabilitare şi modernizare ţinând cont de criteriul costurilor de investiţie reduse reprezintă o inventariere calitativă, pornind de la soluţiile "fără costuri" până la soluţiile complexe de reabilitare şi modernizare care necesită investiţii importante. Având în vedere distribuţia pe o clădire a costurilor măsurilor de reabilitare termică, rezultă că valoarea de investiţie a soluţiilor de reabilitare a anvelopei reprezintă valori mai ridicate de investiţie, iar soluţiile de reabilitare a instalaţiilor reprezintă valori mai mici de investiţie. Deci, pentru a eşalona măsurile de reabilitare în funcţie de criteriul costurilor de investiţie reduse, se vor propune pentru promovare soluţiile de reabilitare a instalaţiilor înaintea soluţiilor de reabilitare a anvelopei. 10.1.1 Soluţii "fără costuri” Ierarhizarea soluţiilor în funcţie de criteriul costurilor de investiţie reduse se va face conform următoarelor măsuri: - măsuri generale şi de organizare; - măsuri asupra clădirilor; - măsuri asupra instalaţiilor de încălzire; - măsuri asupra instalaţiilor de preparare apă caldă de consum; - măsuri asupra ventilării şi încălzirii cu aer cald. 10.1.2 Soluţii cu "costuri reduse sau medii" Clasificarea soluţiilor cu costuri reduse şi medii este următoarea: - înlocuirea geamurilor sparte; - înlocuirea garniturilor şi armăturilor defecte de apă caldă menajeră; - înlocuirea robinetelor de trecere defecte din reţeaua de distribuţie a instalaţiilor de încălzire; - asigurarea etanşării tuturor garniturilor; - asigurarea etanşării uşilor către casa scărilor şi de la ghenele de gunoi; - asigurarea închiderii etanşe a uşilor de intrare inclusiv a sasului protector – montarea unui mecanism automat pentru închiderea uşilor; - înlocuirea robinetelor cu dublu reglaj defecte; - dotarea corpurilor statice de la ultimul nivel cu ventile de aerisire;

173

- spălarea corpurilor statice (prin demontare de pe poziţie) cu jet de apă sub presiune sau chimic pentru eliminarea mâlului şi a depunerilor de nisip; - înlocuirea radiatoarelor fisurate şi a ţevilor de distribuţie colmatate; - detartrarea conductelor de distribuţie prin spălare chimică; - izolarea nişelor de calorifer; - repararea canalelor verticale de ventilare naturală în băi şi bucătării; - izolarea conductelor de distribuţie şi a conductelor de transport din subsol; - montarea unui rând suplimentar de geam, la ferestrele exterioare; - montarea de debitmetre pentru branşamentul de alimentare cu apă caldă din subsolul tehnic; - montarea contoarelor de căldură pe clădire. 10.1.3 Soluţii cu costuri ridicate Ţinând cont de ponderea costurilor măsurilor de reabilitare şi modernizare a clădirilor ierarhizarea soluţiilor porneşte de la reabilitarea instalaţiilor interioare a sursei de căldură, a reţelei de transport şi continuă cu soluţiile de reabilitare a structurii clădirilor, după cum urmează: - instalarea de robinete termostatice şi de repartitoare a costurilor de încălzire; - înlocuirea coloanelor de distribuţie şi a racordurilor la corpurile de încălzire; - montarea pe coloane a dispozitivelor de echilibrare a presiunii; - înlocuirea corpurilor de încălzire perimetrală cu corpuri având randament termic ridicat; - adoptarea distribuţiei de agent termic pe orizontală la nivel de apartament; - reabilitarea suprafeţelor vitrate ale clădirilor; - adoptarea sistemului de contorizare pe apartament; - utilizarea energiei solare pentru prepararea apei calde de consum; - adoptarea unor soluţii de ventilare-climatizare pentru clădirile ce necesită condiţii deosebite de microclimat; - înlocuirea utilajelor din punctele termice şi centrala termică cu utilaje eficiente cu un randament ridicat; - adoptarea unei scheme moderne de automatizare, măsură şi control în punctele termice şi centrale termice; - înlocuirea reţelelor de distribuţie agent termic şi apă calda de consum cu conducte preizolate; - reabilitarea teraselor; - reabilitarea pereţilor exteriori (izolare cu un strat suplimentar de termoizolaţie, etc.); - reabilitarea planşeelor peste subsol; - utilizarea surselor neconvenţionale de căldură (geotermală, căldură stocată în sol sau apă freatică) prin montarea în centralele termice a pompelor de căldură, cazane cu condensaţie şi sisteme de cogenerare. 10.2 CRITERIUL ECONOMIEI DE ENERGIE Clasificarea soluţiilor de reabilitare şi modernizare ţinând cont de criteriul economiei de energie reprezintă o inventariere calitativă în funcţie de economia netă de energie obţinută prin aplicarea soluţiilor propuse începând cu soluţiile cu economia cea mai mare.

174

Având în vedere distribuţia pe o clădire a economiilor de energie pentru măsurile maximale de reabilitare termică rezultă că economia de energie respectiv de combustibil a soluţiilor de reabilitare a anvelopei reprezintă 72% din totalul economiei de energie, iar soluţiile de reabilitare a instalaţiilor reprezintă 28% din total. In cadrul soluţiilor de reabilitare termică a anvelopei clădirii pentru a stabili ordinea de prioritate a soluţiilor propuse din punct de vedere al criteriului economiei de energie se poate utiliza o analiză energetică pe o clădire existentă, în scopul alinierii gradului de rezistenţa termică a ei la cerinţele în vigoare. Aceste soluţii de reabilitare a clădirii duc la o creştere maximală a rezistenţei termice medii pe clădire de 1,74 m2 K/W ceea ce conduce la o economie anuală de energie de 49% din necesarul anual iniţial. Analizând distribuţia pierderilor de căldură prin elementele anvelopei pentru un apartament mediu înainte şi după reabilitare, rezultă că pierderile cele mai mari de căldură sunt prin infiltraţiile ferestrelor şi pereţilor exteriori. Deci, pentru a stabili ordinea de prioritate a soluţiilor de reabilitare şi modernizare termică a clădirilor existente în funcţie de criteriul economiei de energie, se vor propune pentru promovare soluţiile de reabilitare a anvelopei înaintea soluţiilor de reabilitare a instalaţiilor. In cadrul soluţiilor de reabilitare a anvelopei se propun pentru promovare în primul rând soluţiile de reabilitare a ferestrelor şi a pereţilor exteriori. Ierarhizarea soluţiilor în funcţie de economia de energie este următoarea: - reabilitarea suprafeţelor vitrate a clădirilor; - reabilitarea pereţilor exteriori; - reabilitarea teraselor; - reabilitarea planşeelor peste subsol; - utilizarea surselor neconvenţionale de căldură (geotermală, căldura stocată în sol sau apa freatică) prin montarea în centralele termice a pompelor de căldură, cazane cu condensaţie şi sisteme cu cogenerare; - înlocuirea utilajelor în punctele termice şi centrale termice; - înlocuirea reţelelor de distribuţie agent termic şi apă caldă de consum cu conducte preizolate; - adoptarea sistemului de contorizare pe apartament: - adoptarea unei scheme moderne de automatizare, măsură şi control în punctele termice şi centratele termice; - utilizarea energiei solare pentru preparare apă caldă de consum pentru clădirile individuale; - adoptarea sistemului de contorizare pe clădire; - înlocuirea instalaţiilor interioare de încălzire.

175

10.3 CRITERIUL DURATEI DE RECUPERARE A INVESTIŢIEI SUPLIMENTARE Prin durata de recuperare simplă a investiţiei suplimentare datorată aplicării unui proiect de reabilitare şi modernizare energetică n [ani] se înţelege timpul scurs din momentul realizării investiţiei de reabilitare termică a clădirii şi instalaţiilor aferente şi momentul în care valoarea acesteia este egală cu valoarea economiilor realizate prin implementarea măsurilor de reabilitare şi modernizare termică. n = I/ ∆Q Cc unde: I - investiţia necesară pentru implementarea soluţiilor de reabilitare şi modernizare termică [lei] ; ∆Q - economia de energie termică obţinută prin implementarea soluţiilor de reabilitare şi modernizare [Gcal/an]; Cc - costul căldurii livrate [lei/Gcal]. Privite din prisma acestui criteriu soluţiile de reabilitare termică a clădirilor şi instalaţiilor aferente cele mai eficiente sunt soluţiile "fără costuri", care nu necesită o investiţie suplimentară. Referitor la soluţiile cu costuri suplimentare, rezultă ca soluţie cu durată de recuperare cea mai mică soluţia de etanşare a tuturor rosturilor ferestrelor cu purfix iar soluţiile cu durata de recuperare cea mai mare sunt soluţiile de modernizare totală a instalaţiei interioare, a reţelelor şi a centralelor termice. O ierarhizare calitativă a soluţiilor de reabilitare termică a clădirilor şi a instalaţiilor aferente din punct de vedere al criteriului duratei de recuperare simplă a investiţiei suplimentare este următoarea: - soluţiile "fără costuri" de reabilitare termică; - soluţiile de etanşare a tuturor rosturilor ferestrelor; - soluţiile "cu costuri reduse şi medii" de reabilitare termică a instalaţiilor din clădiri existente; - înlocuirea instalaţiilor interioare din clădiri; - montarea de debitmetre pentru branşamentul de alimentare cu apă caldă din subsolul tehnic; - montarea contoarelor de căldură pe clădire; - montarea contoarelor de căldură pe apartament; - adaptarea unei scheme moderne de automatizare, măsură şi control în punctele termice şi centralele termice; - utilizarea sistemului cu cogenerare de alimentare cu căldură; - utilizarea energiei solare pentru preparare apă caldă de consum pentru clădirile individuale; - utilizarea surselor neconvenţionale de căldură (geotermală, căldura stocată în sol sau apă freatica) prin montarea în centralele termice a pompelor de căldură; - izolarea ultimului etaj şi/sau a acoperişului - izolarea plafonului; - înlocuirea tâmplăriei exterioare şi îmbunătăţirea ei;

176

- izolarea planşeului peste subsol; - izolarea pereţilor exteriori; - înlocuirea reţetelor de distribuţie agent termic şi apă caldă de consum. 10.4 CRITERIUL STĂRII FIZICE A CLĂDIRII In funcţie de criteriul stării fizice a clădirii şi de necesitatea reabilitării structurii, soluţiile de reabilitare şi modernizare a clădirilor se ierarhizează astfel: - In cazul clădirilor cu un grad de uzură redus se vor aplica cu prioritate măsuri de reabilitare a instalaţiilor şi a construcţiilor cu costuri mici. - In cazul clădirilor vechi cu grad de uzură mare la care sunt periclitate, condiţiile de sănătate a locatarilor (igrasie, neasigurarea condiţiilor ulterioare de microclimat) se vor lua măsuri de reabilitare radicală cu costuri medii şi mari. - In cazul necesităţii reabilitării structurii de rezistenţă cu această ocazie se vor adopta şi măsuri de îmbunătăţire a protecţiei termice a anvelopei şi retehnologizării instalaţiilor de încălzire.

177

BIBLIOGRAFIE - Gavrilaş, I. – Evaluarea şi reabilitarea termofizică a clădirilor, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 2002 - Gavrilaş, I. – Fizica construcţiilor – Elemente de higrotermică, Editura CERMI Iaşi, 2001 - Gavrilaş, I. – Fizica construcţiilor – Reabilitarea higrotermică a clădirilor, Editura CERMI Iaşi, 1999 - Gavrilaş, I. – Reabilitarea acoperişurilor clădirilor civile, Editura CERMI Iaşi, 2000 - Gavrilaş, I. – Reabilitarea fondului construit, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 2006 - Radu, A, Vasilache, M. – Expertizarea şi auditul energetic al clădirilor, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 2006 - Radu, A., Secu, Al. ş.a. - Satisfacerea exigenţelor de izolare termică şi conservare a energiei în construcţii, Editura Societăţii Academice Matei-Teiu Botez, Iaşi, 2003 - Radu, A., Vasilache, M. – Expertizarea şi auditul energetic al clădirilor, Editura Experţilor Tehnici, Iaşi, 2006 - Vasilache, M., Velicu, C. – Ghid pentru reabilitarea termică a clădirilor de locuit, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 1997 - Velicu, C. – Contribuţii la îmbunătăţirea performanţelor higrotermice ale unor elemente de construcţie, Teză de doctorat, Iaşi, 1993 - Velicu, C. – Noţiuni de reabilitare termică a clădirilor, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 2002 - Velicu, C. (coordonator) – Protecţia termică a clădirilor – Elemente pentru specializare, Editura Experţilor Tehnici Iaşi, 1998 - Velicu, C. – Clădiri, Editura Experţilor Tehnici, Iaşi, 2007 - Dimitriu-Vâlcea, E., Bîrliga, N. – Îndrumător de proiectare în fizica construcţiilor, Editura Tehnică Bucureşti, 1976 - Focşa, V. – Higrotermica şi acustica clădirilor, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti, 1975 - Radu, A., Vereş, Al. – Construcţii civile, Rotaprint I.P. Iaşi, 1985 - Ordonanţa nr. 29 din 30 ianuarie 2000 privind reabilitarea termică a fondului construit existent şi stimularea economisirii energiei termice - Legea nr.199 din 13 noiembrie 2000 privind utilizarea eficientă a energiei - Normativ privind calculul coeficientului global de izolare termică la clădirile de locuit, C107/1-97 - Normativ pentru calculul coeficientului global de izolare termică la clădiri cu altă destinaţie decât cele de locuit, C107/2-97 - Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcţie ale clădirilor, C107/3-97 - Ghid pentru calculul performanţelor termotehnice ale clădirilor de locuit, C107/4-97 - Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcţie în contact cu solul, C107/5-97 - Normativ pentru proiectarea la stabilitate termică a elementelor de închidere ale clădirilor, C 107/7-02 - Ghid privind proceduri de efectuare a măsurătorilor necesare expertizării termoenergetice a construcţiilor şi instalaţiilor aferente, GT 032-01

178

- Metodologie pentru evaluarea performanţelor termotehnice ale materialelor şi produselor pentru construcţii, MP 022-02 - Ghid de evaluare a gradului de izolare termică a elementelor de construcţie la clădiri existente, în vederea reabilitării termice, GT 040-02 - Ghid privind îmbunătăţirea calităţilor termoizolatoare ale ferestrelor la clădirile civile existente, GT 043-02 - Ghid de evaluare a gradului de confort higrotermic din unităţile funcţionale ale clădirilor existente, GT 039-02 - Normativ cadru privind detalierea conţinutului cerinţelor stabilite prin Legea 10/95 NC 001-99 - Normativ privind proiectarea clădirilor de locuinţe NP 057-02 - Normativ pentru proiectarea mansardelor la clădiri de locuit, NP 064-02 - Ghid de interpretare a cerinţelor esenţiale ale construcţiilor în vederea stabilirii adecvării la o utilizare prevăzută a produselor pentru construcţii GT 051-02 - Normativ pentru realizarea auditului energetic al clădirilor existente şi al instalaţiilor de încălzire şi preparare a apei calde de consum aferente acestora NP 047-2000 - Normativ pentru elaborarea şi acordarea certificatului energetic al clădirilor existente, NP 049-2000 - Normativ pentru expertizarea termică şi energetică a clădirilor existente şi a instalaţiilor de încălzire şi preparare a apei calde de consum aferente acestora, NP 048-2000 - Ghid pentru elaborarea şi acordarea certificatului energetic al clădirilor existente GT 037-02 - Metodologie privind reabilitarea şi modernizarea anvelopei şi a instalaţiilor de încălzire şi apă caldă de consum la blocurile de locuinţe cu structura din panouri mari MP 019-02 - Soluţii cadru pentru reabilitarea termo-higro-energetică a anvelopei clădirilor de locuit existente, SC 007-02 - Normativ privind stabilirea performanţelor termo-higro-energetice ale anvelopei clădirilor de locuit existente în vederea reabilitării lor termice, NP 060-02 - Metodologie de calcul a performanţei energetice a clădirilor, MC 001/1-2006 - Ghid de interpretare a cerinţelor esenţiale ale construcţiilor în vederea stabilirii adecvării la o utilizare prevăzută a produselor pentru construcţii GT 051-02 - Normativ cadru privind detalierea conţinutului cerinţelor stabilite prin Legea 10/1995 NC 001-99 - Normativ privind proiectarea clădirilor de locuinţe NP 057-02 - Legea nr.10/1995 privind calitatea construcţiilor - SR 4839-1997 Instalaţii de încălzire. Numărul anual de grade-zile