ECOLOGIE

Termenul de ecologie" provine din cuvintele greceti ecos, care nseamn cas", i logos, ce se traduce prin tiin". Cu alte cuvinte, ecologia nseamn tiina studierii habitatului". Zoologul Ernst Haeckel a fost primul care, n anul 1866, a formulat i definit termenul de ecologie, ca tiin care se ocup cu studiul interaciunii dintre organisme i mediul nconjurtor.Pornind de la ideea c omul este i el un participant la meninerea echilibrului fin dintre diferitele ecosisteme ce formeaz mediul nostru ambiant i, de asemenea, c existena sa depinde de legtura cu celelalte organisme, exist o preocupare contemporan pentru conservarea i ameliorarea strii mediului natural. Ecologismul poate fi definit ca o filosofie i ca o micare social care ncearc s influeneze, prin activism i educaie, procesele politice i economice n vederea protejrii resurselor naturale i a ecosistemelor.Cldirile joac un rol important n contextul general al conservrii mediului nconjurtor, pentru c arhitectura presupune o motenire a trecutului, dar i a da mai departe, generaiilor ce vin, o via i un mediu mai bune dect cele actuale. Construciile sunt responsabile pentru aproximativ 40% din consumul de energie al Europei i pentru un procent semnificativ al emisiei de gaze cu efect de ser. Aceste lucruri pot fi evitate ns prin proiectarea unor cldiri al cror consum de energie s fie att de mic, nct s se poat baza n ntregime pe sursele de energie regenerabil. Arhitectura durabil" este o sintagm general care descrie tehnici de proiectare din domeniul arhitecturii care sunt ecologic-contiente. n sens larg, arhitectura durabil i propune s micoreze impactul negativ al cldirilor asupra mediului, prin creterea eficienei i moderaiei n utilizarea de materiale, energie i spaiu ocupat. Practica designului ecologic este o modalitate de aplicare a principiilor dezvoltrii durabile, astfel nct aciunile i deciziile de astzi s nu inhibe oportunitile de dezvoltare ale generaiilor viitoare. Principalele direcii din arhitectura durabil sunt micorarea consumului de resurse, precum energia convenional, apa i materialele de construcie, i reducerea impactului construciilor asupra mediului nconjurtor, printr-o proiectare i exploatare mai bune. Principiile de proiectare caracteristice unui case ecologice presupun o serie de msuri ce au ca scop eficientizarea funcionrii cldirii. Un lucru de care trebuie inut cont este c toate cldirile sunt asemenea unor organisme vii, care au mereu alte nevoi. Cldirile nu sunt la fel pe timp de zi sau noapte, pe timp de var sau iarn. Ele trebuie s respire, s transpire, s se dezbrace sau s se mbrace, s comunice cu ceea ce le nconjoar."

BIBLIOGRAFIE:Wikipedia sustainable architecture articlehttp://laboratorulverde.wordpress.com

PATOLOGIE

Importanta patologiei in constructii consta in intelegerea alcatuirii, utilizarii si mentinerii unei constructii precum si cunoasterea si identificarea cauzelor degradarilor de orice natura.Patologia in constructii este un domeniu specializat de stiinte aplicate. Se ocupa cu determinarea cauzelor problemelor proiectului (sau "afectiunea") si cu modificarile structurale si functionale care apar in conditii dificile sau speciale. Ca si in medicina, baza de cunostinte pentru studiul de patologie se poate baza pe "autopsii", ale unor constructii afectate, sau pe analiza celor de functionare defectuoasa. Informatiile rezultate tehnologic reprezinta sinergia multor domenii de proiectare, de executie, cunoasterea materialelor, fizica, chimia, biologia. Rezultatul poate localiza degradari sau probleme ale constructiilor prin stabiliarea unor sisteme individuale; astfel se izoleaza si se indica problema unui sistem sau unui grup de (sub) sisteme, cum ar fi anvelopa cladirii (acoperis, placare, pereti cortina, etc.) Din nou, la fel ca in medicina, se incearca gasirea unei corelatii clare intre simptomele clinice observate si modificarile patologice.In ciuda limitarilor anologice de imprumut de la lexicul medical, acesta ne furnizeaza un vocabular bine dezvoltat si o metodologie dovedita de diagnostic. Deteriorarea afecteaza toate materialele, si, prin urmare, toate cladirile. Faptul ca materialul este unul recent descoperit nu inseamna ca este scutit de legile termodinamicii. El, de asemenea, se va deteriora. Cladirile pot avea probleme, dar acestea nu sunt neaparat din vina proiectantului. Detaliile cele mai bine proiectate vor esua din cele din urma pentru acelasi motiv pentru care toate materialele se vor deteriora. Deteriorarea nu este o exceptie si nu este intotdeauna sinonima cu esecul.Mecanismul de deteriorare se poate divide analitic in doi factori care se combina pentru a produce un mecanism specific: proprietatile inerente ale materialului si atmosfera sau mediul in care aceste proprietati opereaza. Proprietatile unui anumit material, element sau structura, atunci cand sunt luate impreuna, nu sunt numai descriptive, ele sunt definitive. Pentru ca performanta sa fie previzibila si exacta, atributele care definesc proprietatile trebuie sa fie cuantificabile. Atunci cand sunt asamblate intr-o lista sau intr-un tabel, aceste proprietati cuantificate ofera mai mult decat o descriere literara a materialului, ele sunt materialul in sine. Atunci cand este expus la mediu deschis, un material, sau mai bine zis proprietatile sale vor conduce la mecanisme de deteriorare. Mediul inconjurator reprezinta, in esenta, totul inafara elementului in cauza. Deteriorarea incipienta este perioada imediat urmatoare finalizarii constructiei, atunci cand toate sistemele, simultan, sunt noi. Cladire este in forma sa finala si iluzia este ca nu se petrece o degradare. In realitate, mecanismele de deteriorare sunt deja active, desi la nivel microscopic. Retelele de microfisuri reprezinta debutul; celulele de coroziune se formeaza etc. Durata acestei perioade incipienta depinde de proprietatile materialelor, calitatea detaliilor si agresivitatea mediului. Deteriorarea accelerata incepe cu primul esec al unui subsistem si se extinde pana la un punct maxim, care este definit ca punctul zero utilitate. Acesta va fi urmat si de alte subsisteme, ducand pana la colapsul cladirii ca intreg.Exista mai multe tipuri de patologie: patologia anvelopelor, patologia masei constructiei, patologia legata de reactia cu solul etc. Analiza de patologie vizeaza trei aspecte: sanatatea oamenilor, sanatatea constructiei, sanatatea mediului.

Degradarile constructiilor sunt generate de diverse cauze: factori climatici, biologici (animale, plante, microorganism, bacterii), dezastre naturale (seisme, inundatii, alunecari de teren, avalanse, incendii, furturni etc.), actiunile omului (poluare, neglijenta in exploatare, neglijarea masurilor de siguranta, degradarea intentionata, etc).Din punct de vedere climatic, diversi agenti duc la degradari specifice. Modificarile periodice de temperatura duc la fisuri verticale in mortarul si rosturile zidariei de la partea superioara a cladirii; modificarile zilnice de temperatura duc la macinarea mortarului din rosturi ca urmare a tensiunilor din dilatare; precipitatiile conduc la antrenarea sarurilor solubile si recristalizarea lor pe suprafetele zidariei, la degradarea elementelor de constructie in timp, indiferent de material; fenomenul repetat de inghet-dezghet duce la fisuri; apele de infiltratii si condensul produc cele mai periculoase efecte prin atragerea pe suprafata de condens a particulelor atmosferice incarcate cu agenti chimici distructivi, precum acidul sulfuric, cauzand depozitarea pe suprafata zidariei a sarurilor si oxizilor.Exemplu: Patologia paramentelor este legata in mare masura de problematica poluarii si natura materialelor. (factori climatici precipitatii, vant, ploaie; factori de poluare - arderea incompleta a combustibililor fosili, rezulta particule negre, grasimi, acizi grasi, compusi de sulf, etc.; substante chimice: sulfati, nitrati, gudroanele - se depun pe cladiri si formeaz crusta neagra, care, pe langa faptul ca este inestetica, se poate incrusta in pereti, iar prin acizii formati ataca materialul constructiei; daca o constructie are zidaria realizata din mortar de var ( CaCo3), datorita ploilor acide ce contin H2SO4 sunt atacati, formeaza noi compusi mai slabi si mai putin rezistenti la agenti mecanici ( gips-CaSO4). Nitratii, prin acumulare pe suprafata pietrei si prin cristalizare in masa substantei duc la fracturarea structurii sale poroase.)

Exemple de masuri pentru impiedicarea degradarii din punctul de vedere al actiunii apei: drenuri de ghidare a apelor cu rigola si canalizare, piatra sparta sau pietris protejat de retea prin fibra de sticla, evaporarea apei prin zona libera, metode de uscare a construciei(procedee asmatice, electrozi introdusi in masa constructiei), uscare prin electrosmaza, climatizare, drenare cu sifoane in zid, canale de infrastructura.

BIBLIOGRAFIE:Samuel Y. Harris BUILDING PATHOLOGY: DETERIORATION, DIAGNOSIS AND INTERVENTIONDavid Wah BUILDING PATHOLOGY: PRINCIPLES AND PRACTICE

CONTROL SOLAR SI LUMINA NATURALA

Arhitectura este jocul savant, corect si magnific al volumelor reunite sub lumina. Ochii nostri sunt facuti pentru a vedea formele sub lumina; umbrele si luminiile scot in evidenta formele; cubul, conul, sfera, cilindrul sau piramida sunt marile forme primare pe care lumina le scoate bine in evidenta; imaginea lor ne apare limpede si tangibila, fara nici o confuzie. Iata pentru ce ele sunt forme frumoase, cele mai frumoase forme. Le Corbusier. Soarele reprezinta bogata sursa de lumina naturala pentru iluminarea formelor si spatiilor in arhitectura. Penetrand un spatiu prin ferestre sau luminatoare, energia luminoasa a soarelui se napusteste asupra suprafetelor din incapere, le insufleteste culorile si le releva texturile. Prin tiparele schimbatoare ale luminii, si umbrelor pe care le creaza, soarele anima spatiul incaperii, si articuleaza formele din cadrul acesteia. Energia luminoasa poate sa clarifice forma unui spatiu, sau, dimpotriva, sa o distorsioneze, in functie de intensitatea si dispersarea acesteia in cadrul incaperii. Culoarea si stralucirea luminii solare pot crea o atmosfera festiva, in timp ce o lumina naturala difuza poate crea stari de melancolie.S-a sugerat ideea ca efectele de iluminare pot sa constituie un limbaj aparte. De exemplu, daca se doreste ca un obiect sa primeasca atentie maxima, acel obiect se lumineaza intens, deoarece in momentul in care o persoana paseste intr-o incapere observa prima data obiectul cel mai luminos din spatiul respectiv. Aceasta se numeste atractie fototropica. In cazul obiectului intens luminat mesajul transmis este pur si simplu: Priveste aici! Insa, pe de alta parte, daca o sursa de lumina este prea puternica, astfel incat dauneaza ochiului, mesajul transmis este Priveste in alta parte! Astfel de consideratii sunt foarte importante in functie de necesitatea iluminarii.Inca din anul 1920, arhitectura moderna a promovat faada puternic vitrata insa, odat cu utilizarea pe scara larga a sticlei, s-au evideniat tot mai clar dezavantajele acesteia (pierdere de energie si supranclzire). Primele soluii au fost identificate de celebrul arhitect Charles-Edouard Jeanerret (Le Corbusier) si s-au conturat prin conceptele de "respiratie exacta" si "zid neutralizator". Implementarea acestor principii a impus folosirea pe scara larga a sistemelor de condiionare a aerului insa, ulterior, au aprut diverse critici aduse consumului ridicat de energie necesara acestor echipamente. Muli considerau inutila separarea de condiiile climatice locale/regionale a noilor creaii arhitecturale, concretizate prin cldiri cu vitraje de mari dimensiuni. Aceste demersuri au fost susinute, mai ales, de criza energetica din anii 1973-1974, cnd cotaia petrolului a nregistrat cote alarmante. Momentul de impas a impus aplicarea unor soluii urgente, dezvoltarea unui vitraj cu performante multiple, capabil sa realizeze autoreglarea dinamica a fluxului de energie din exterior spre interior si viceversa, fiind unanim acceptata.Una dintre soluiile aplicate in cazul construciilor cu vitraje de mari dimensiuni reprezint faadele duble (double skin). Plasarea unei membrane de sticla in fata peretelui cortina propriu-zis asigura protecie suplimentara mpotriva polurii si condiiilor climatice. Se formeaz, astfel, o cavitate intermediara, un microclimat propriu construciei, cu avantaje multiple. In afara umbririi in condiiile sezonului estival, o calitate importanta este aceea a crerii unui strat de aer cald, prin intermediul radiaiei solare absorbite. Acesta este antrenat de circulaia aerului si micoreaz astfel transferul la suprafaa sticlei. Membrana exterioara vitrata reduce presiunea aerului si ofer posibilitatea ventilrii naturale a birourilor chiar si la nivelurile superioare ale construciei, diminundu-se astfel costurile cu energia necesara sistemelor de condiionare sau climatizare.

BIBLIOGRAFIE:Solar Control & Shading devices, Princeon University Press 1957Controlul Insoririi, Note de curs prima editie 1991 Fizica Constructiilor, arhitect Mihai Opreanu Solar Architecture, Strategies Visions Concepts, DETAILHIGROTERMICA

Noiunea de cldire definete o construcie nchis, dotat cu instalaii, destinat s adposteasc omul, activitatea omului i produse ale activitii omului. Ca orice bun creat de om, destinat unui anume scop, o cldire este un sistem, care ndeplinete funcia pentru care a fost conceput, prin prile sale componente. Ca urmare, proiectarea cldirilor este o activitate contient, organizat pe principiile conceptelor de sistem i de performan, materializate n legi i n coduri de proiectare.Higrotermica are ca obiect studiul legilor fizice care guverneaz schimbul de energie termic i masa de vapori i de aer n cldiri. Prin proiectarea higrotermic se urmrete realizarea calitilor cldirii, care decurg din funcia crora i este destinat i din contactul nemijlocit dintre cldire i mediul exterior, pe care l influeneaz i de care este la rndul ei influenat. O proiectare higrotermic corect presupune: -cunoaterea parametrilor ambianei interioare care influeneaz confortul higrotermic i limitele de variaie ale acestora; -cunoaterea parametrilor ambianei exterioare care influeneaz confortul din cldiri i a valorilor de calcul ale acestora; -stpnirea unor metode ct mai precise de evaluare a rspunsului cldirii la variaiile parametrilor ambianei interioare i exterioare, astfel nct s se poat asigura condiiile de confort, n perioada cald i n perioada rece a anului, cu consumuri optime de materiale de construcie i de energie necesar exploatrii cldirii.Calculul debitului de aer necesar i a numrului de schimburi orare necesar pentru eliminarea noxelor din ncperi

Debitul de aer necesar pentru diluia noxelor din interior pn la concentraia admisibil se determin cu relaia :

Dac Ce,ef > Ce,ad debitul efectiv de aer necesar pentru diluia noxelor existente n interior se determin cu relaia:

Not: Relaiile 3.89 i 3.90 sunt valabile pentru asigurarea cantitii de oxigen i pentru limitarea cantitii de umiditate. Pentru eliminarea excesului de cldur din ncperi, debitul orar de aer necesar, se determin cu relaia:

n care: Qa este cantitatea total de caldur degajat n procesul tehnologic din ncpere, n Kcal/h; Qc - cldura pierdut prin elementele de construcie care delimiteaz ncperea, n Kcal/h; ii, ie - entalpia absolut a aerului interior, respectiv exterior, n Kcal/m3 , n funcie de temperatur, presiune i umiditatea relativ a aerului. Valori ale entalpiei aerului, la presiune de 1000 mbar i diferite temperaturi se pot prelua sau calcula utiliznd valorile din Anexa 3.22. Pentru determinarea numrului de schimburi de aer orare, debitul efectiv se ia cel puin egal cu cel necesar. Numrul minim de schimburi orare de aer se calculeaz cu relaia :

n care V este volumul ncperii considerate, n m3. n relaia 3.92 debitul necesar orar se alege cel mai mare, rezultat din relaiile 3.89, 3.90 sau 3.91. n acest fel se asigur simultan eliminarea celor trei noxe. Schimbul de aer din cldiri se realizeaz prin ventilare natural nedirijat, dirijat i mecanic. n cazul ventilrii naturale nedirijate schimbul de aer se realizeaz prin neetaneitile tmplriei i prin manevrarea uilor i ferestrelor. Ventilarea natural dirijat se realizeaz prin canale i/sau prin orificii de ventilare. Schimbul de aer prin zona opac i prin rosturile de mbinare a elementelor de construcie se neglijeaz. La ventilarea mecanic se recurge numai n cazuri speciale i se rezolv de specialiti n domeniu. Debitul orar efectiv este rezultatul nsumrii debitului schimbat prin tmplrie, la care se adaug, dac este cazul, cel schimbat prin canale i/sau orificii de ventilare. Debitul orar care se schimb prin neetaneitile tmplriei este dat de relaia:

n care: Sf este suprafaa tmplriei, n m2; a coeficientul de permeabilitate la aer al tmplriei n m3/m s (Pa)2/3, ale crui valori sunt date n Anexa 3.23, pentru sisteme constructive de ferestre din lemn, produse n Romnia. Pentru tmplrie cu alte alctuiri constructive se recomand consultarea prospectelor firmelor productoare; l lungimea rosturilor de mbinare, n m; p diferena de presiune ntre interiorul i exteriorul ncperii, n Pa; Diferena de presiune este efectul diferenei de temperatur i al presiunii i suciunii vntului. Componenta dat de vnt se poate neglija deoarece aciunea vntului este periodic i, uneori cu sens defavorabil. Debitul orar specific de aer, pe m2 de fereastr, este limitat pe timp de iarn la maximum 10,5 m3/m2h. Diferena de debit de aer orar necesar se asigur prin canale sau prin orificii de ventilare. Debitul de aer schimbat prin canale de ventilare, dac se consider numai diferena de presiune din gravitaie, iar gura de admisie are aceeai arie A ca i gura de evacuare, se poate calcula cu relaia de mai jos:

n care: A este aria seciunii canalului, n m2; H nlimea activ a canalului de ventilare, n m; Ti, Te temperatura aerului interior, respectiv exterior, n C. Din relaia 3.94 se poate calcula aria seciunii canalului, dac se egaleaz Def cu Dnec.

Ventilarea natural prin canale se utilizeaz la cldirile civile, la ncperi care nu au ferestre spre exterior i nu sunt dotate cu mijloace mecanice de ventilare (bi, closete, cmri, oficii, chicinete, etc.) i la cldiri social-culturale, care impun condiii igienico-sanitare deosebite (sanatorii, spitale, laboratoare,etc.). Sistemul de ventilare natural prin canale se recomand i la ncperile cu ferestre, pentru asigurarea debitului de aer necesar, n special n cazul soluiilor moderne de ferestre cu sisteme de etanare. Ventilarea se poate realiza cu canale individuale, cu racordarea unei camere sau a dou camere pe nivel (vezi fig.3.15) i cu canale colectoare din tuburi separate i din tuburi comune (fig.3.16, 3.17a,b,c). n cazul canalelor individuale se recomand: - seciunea canalului poate fi rotund, ptrat sau dreptunghiular, caz n care raportul laturilor este de 1,5; - aria seciunii libere a canalului este de minimum 130 cm2 la canalele din tabl, PVC i beton prefabricat, cu nlimea egal cu a unui nivel i de 155 cm2 la cele executate cu tuburi i blocuri prefabricate sau din zidrie de crmid; - pentru fiecare ncpere se prevede un canal de ventilare, care se continu pn deasupra terasei sau acoperiului; racordarea fiecrei ncperi se face sub planeu; - se pot cupla dou ncperi alturate la un canal individual, prin decalarea obligatoie a gurilor de admisie; - canalele netede i neabsorbante de umiditate se vor izola termic, n zona podului, pentru a limita formarea condensului; - la partea superioar canalele se vor prevedea cu cciuli de protecie, copertine, deflectoare sau dispozitive de evacuare cu jet vertical.

n cazul sistemelor de ventilare cu canale colectoare se recomand: - aria seciunii libere a canalului colector va fi cuprins ntre 400 i 500 cm2, pentru cldiri cu nlime pn la 40 m; - numrul maxim de canale individuale racordate la un canal colector, este n funcie de nlimea activ medie Hm a canalului colector, calculat cu relaia:

n care: h1, , hn este nlimea activ a canalelor stabilit ca n fig. 3.16; n numrul de canale racordate la un canal colector (vezi Anexa 3.13). - evacuarea aerului viciat se va realiza la cel puin 50 cm deasupra acoperiului teras; la cldirile cu pod supranlarea canalului de evacuare peste acoperi va respecta condiiile prevzute pentru courile de fum; - canalul colector se protejeaz mpotriva precipitaiilor cu cciuli de protecie, copertine, deflectoare sau dispozitive de evacuare cu jet vertical; - pentru curire, pe canalul colector se prevede o ui de cel puin 400 cm2, amplasat n podul cldirii i alta la minimum 50 cm sub cel mai jos racord sau n subsol.

n fig.3.16 este redat racordarea canalelor simple la canalul colector, iar n fig.3.17 sunt prezentate detalii pentru canale de racordare i colectoare simple i pentru canale comune. Pentru proiectarea operativ, Normativul C107/1-97 prevede un numr minim i un numr recomandat de volume de aer pe or, pentru diverse tipuri de ncperi, pentru ferestre cu coeficientul de infiltraie a = ( 0,2 0,3 ) 10-4 m3/m s Pa. (vezi Anexa 3.11).Sistemul de ventilare natural prin orificii n pereii exteriori se recomand la cldiri cu concentraii ridicate de noxe. Gurile de admisie se amplaseaz la partea inferioar iar cele de evacuare la partea superioar a pereilor, pe faade opuse. Acest mod de ventilare are la baz diferena de presiune care se creaz datorit diferenei de temperatur dintre aerul rece, greu din exterior i cel cald, mai uor din interior. ntruct vntul poate afecta radical eficacitatea sistemului de ventilare, se recomand ca acestea s fie amplasate n sistem dublu, n ambii perei exteriori i s fie deschise i nchise n funcie de direcia de aciune a vntului Debitul orar care se schimb printr-un orificiu de arie Ao, m2, este dat de relaia:

n care: m este coeficientul de trecere i strangulare a curentului de aer, cu valoarea de 0,64 pentru seciuni dreptunghiulare. h distana de la planul neutru al axului orificiilor, n m (vezi fig.3.18); i , e greutatea specific a aerului exterior i interior, n kg/m3, calculat cu relaia de forma:

Dac se egaleaz debitul orar D cu cel necesar eliminrii noxelor (cel mai mare rezultat din calcul), se poate determina aria necesar a orificiilor de admisie sau de evacuare a aerului viciat cu relaia:

Numrul n minim necesar de schimburi orare de aer pentru asigurarea calitii aerului prin ventilare natural se obine ca raport ntre debitul orar maxim necesar i volumul nclzit al cldirii, cu relaia 3.86.

BIBLIOGRAFIE: Proiectarea higrotermica a cladirilor civile cu metode normative Emil comnsa, Ioam Moga, Constantin Munteanu

FIZICA CONSTRUCTIILOR

ECOLOGIA PATOLOGIA HIGROTERMICA CONTROL SOLAR SI LUMINA NATURALA

TURCU ANDREIGR. 44A.