SOLUŢII CONSTRUCTIVE UZUALE PENTRU ELEMENTE DE ÎNCHIDERE PE STRUCTURI ŞI PERIOADE DE REALIZARE

Adoptarea celor mai eficiente masuri pentru reabilitarea termo-fizică a fondului construit

existent presupune existenţa unui volum cât mai mare de informaţii referitor la

alcătuirea şi starea elementelor de închidere, sau mai general, a elementelor anvelopei,

acesta constituind unul din obiectivele analizei termo-energetice. Caracteristicile de

conceptie, alcătuire si de material pentru elementele anvelopei este legată, în bună

măsură, de perioada in care a fost realizată clădirea, tipul structurii de rezistenţă,

nivelul de dezvoltare al tehnologiei de execuţie.

Alcătuiri pe structuri şi perioade de execuţie1. Perioada antebelică

Structuri pe pereţi portanţi din zidărie Pereţi exteriori

- Zidărie din cărămidă plină în grosime de 50cm sau 37,5 cm Acoperiş

- Tip şarpantă din lemn cu învelitoare din ţiglă, tablă, şindrilă- Planşeul peste ultimul nivel - din grinzi din lemn, cu podină şi umplutură

sau tavan din sipci, trestie etc. Tâmplărie

- Ferestre din lemn, simple sau duble- Uşi din lemn

Pardoseală la nivelul parterului- din duşumele pe grinzişoare dispuse pe un strat de pietriş sau pământ

bine compactat

Structuri pe cadre din beton armat Pereţi exteriori

- Zidărie din cărămidă plină în grosime de 50cm sau 37,5 cm Acoperiş

- Tip terasă Planşeul peste ultimul nivel – placă din beton armat Tâmplărie

- Ferestre din lemn, simple sau duble- Uşi din lemn

Pardoseală la nivelul parterului- Placă din beton pe sol sau planşeu peste subsol din beton armat

2. Perioada postbelică

2.1 Perioada 1944- 1989

Structuri pe pereţi portanţi din zidărie Pereţi exteriori

- Zidărie din cărămidă plină în grosime de 50cm sau 37,5 cm;- Zidărie din cărămidă eficientă ăn grosime de 30 cm;- ;- Zidărie din blocuri mari; Zidărie din blocuri mici din beton uşor- Zidărie din cărămidă şi termoizolaţie din b.c. a

Acoperiş- Tip şarpantă din lemn cu învelitoare din ţiglă, tablă, şindrilă

Planşeul peste ultimul nivel – placă din beton armat monolit, sau fâşii cu goluri rotunde;

Tâmplărie- Tip terasă cu termoizolaţie din b.c.a sau polistiren , vată minerală etc.- Tip terasă cu strat de pantă termoizolant din zgură, cenuşă de

termocentrală, granulit....- Ferestre din lemn, duble sau cuplate- Uşi din lemn

Pardoseală la nivelul parterului- Placă din beton pe sol sau planşeu peste subsol din beton armat.-

Structuri pe cadre din beton armat Pereţi exteriori

- Zidărie din cărămidă eficienă în grosime de 30cm;- Zidărie din blocuri din b.c.a- Panouri mari prefabricate din b.a

Acoperiş- Tip terasă cu termoizolaţie din b.c.a sau polistiren, vată minerală etc.- Tip terasă cu strat de pantă termoizolant din zgură, cenuşă de

termocentrală, granulit....- Tip terasă cu termoizolaţia sub stratul de pantă;

Planşeul peste ultimul nivel – placă din beton armat Tâmplărie

- Ferestre din lemn, simple sau duble- Uşi din lemn

Pardoseală la nivelul parterului- Placă din beton pe sol sau planşeu peste subsol din beton armat

Tabelul 1.

Principalele tipuri de structuri de rezistenţă la clădiri existente pe perioade .

Perioada

Tipul structurii de rezistenţă

Pereţi portanţi din zidărie simplă

Pereţi portanţi din zidărie şi stâlpişori şi centuri din beton armat

Cadre din beton armat şi cadre lamelare

Panouri mari din beton armat

Diafragm

e din

beton

armat

monolit

Struc-

turi

mixte,

zidărie

portan-

tă+

cadre;

cadre

+diafrag

me

Structuri

metalice

Struct

uri din

lemn

....1950

1950...1965

1965...1977

1977...1989

1989....

Tabelul 2.

Principalele tipuri de pereţi exteriori la clădiri existente, pe structuri de rezistenţă şi perioade .

Structura de rezistenţă

Descriere alcătuire,

dimensiuni,

materiale

Pereţi portanţi din zidărie simplă

Pereţi portanţi din zidărie şi stâlpişori şi centuri din beton armat

Cadre din beton armat şi cadre lamelare

Pano -uri mari prefabri-cate din beton armat

Diafrag

me din

beton

armat

monolit

Structuri

mixte,

zidărie

portantă

+

cadre,

cadre

+diafrag

me

Struc-

turi

meta-

lice

Struc-

turi din lemn

Structuri omogene

Zidărie din blocuri depiatră naturală

Zidărie din blocuri de piatră artificială nearsă

Pereţi din lemn;structuri tradiţionale

Zidărie din cărămidă plină, presată, de 37,5, 45 sau 50 cm. grosime

Zidărie din blocuri mari din beton sau înlocuitori

Zidărie din blocuri mici din beton uşor

Zidărie din cărămidă eficientă, cu goluri verticale, în grosime de 30 cm.

Zidărie din blocuri de b.c.a

Panouri mari din beton cu agregate uşoare (granulit, perlit etc.)

Structuri neomogene, stratificate

Panouri mari tristrat, cu miez termoizolant din PEX, vată minerală, vată de sticlă, b.c.a etc.

Panouri mari bistrat, cu termoizolaţie din b.c.a.

Diafragme din beton armat in 3 straturi, turnate în cofraje glisante, cu miez termoizolant din b.c.a

Diafragme din b.a. monolit turnate în cofraje plane metalice, cu termoizolaţie din b.c.a, spre exterior.

Pereţi bistrat din zidărie din cărămidă plină sau eficientă şi termoizolaţie din b.c.a la exterior.

Pereţidin zidărie şi izolaţie termică din materiale eficiente PEX, vată minerală, în structuri compacte.

Pereţidin zidărie şi izolaţie termică din materiale eficiente PEX, vată minerală, în structuri ventilate.

Panouri uşoare din lemn sau înlocuitori şi miez termoizolant.

Pereţi cortină

Pereţi în contact cu solul

Cu structură omogenă din zidărie sau beton, fără termoizolaţie

Cu structură omogenă din zidărie sau beton, cu termoizolaţie.

Cu structură mixtă din zidărie şi beton, fără termoizolaţie.

Cu structură mixtă din zidărie şi beton, şi termoizolaţie

Tabelul 3Principalele tipuri de tâmplărie la clădiri existente, pe structuri de

rezistenţă şi perioade .

Descriere alcătuire,

materiale

Structura de rezistenţă

Pereţi portanţi din zidărie simplă

Pereţi portanţi din zidărie şi stâlpişori şi centuri din beton armat

Cadre din beton armat şi cadre lamelare

Pano -uri mari prefabri-cate din beton armat

Diafragme

din beton

armat

monolit

Structuri

mixte,

zidărie

portantă+

cadre,

cadre

+diafragme

Tâmplărie din lemn, simplă, dublă sau cuplată, cu geam obisnuit.

Tâmplărie din profile metalice, din oţel sau AL, cu geam obisnuit.

Tâmplărie din lemn cu geam termoizolant.

Tâmplărie din profile metalice, din oţel sau AL, cu geam termoizolant.

Tâmplărie din PVC cu geam termoizolant.

Tâmplărie din lemn stratificat cu geam termoizolant.

Tabelul 4. Principalele tipuri de alcătuire a elementelor orizontale ale anvelopei,

la clădiri existente, pe structuri de rezistenţă şi perioade .

Descriere, alcătuire,

materiale

Structura de rezistenţă

Pereţi portanţi din zidărie simplă

Pereţi portanţi din zidărie şi stâlpişori şi centuri din beton armat

Cadre din beton armat şi cadre lamelare

Pano- uri mari prefa- bricatedin beton armat

Diafragme

din beton

armat

monolit

Structuri

mixte,

zidărie

portantă+

cadre,

cadre

+diafragme

Acoperişuri cu pod

Cu umplutură din lut sau alicărie de cărămidă peste planşeul de pod, realizat din lemn, bolţi din cărămidă, grinzi metalice şi bolţiţoare din zidărie etc.

Cu strat termoizolant din material granular peste planseul de pod, realizat din beton armat.

Cu izolaţie din vată minerală peste planseul de pod, realizat din lemn.

Fără termoizolaţie sau umplutură peste planşeul de pod.

Acoperişuri de tip terasă

Terasă cu beton de pantă şi strat termoizolant din PEX, vată minerală, semirigidă etc

Terasă cu strat de pantă termoizolant, din granulit, zgură granulată, cenuşă de termocentrală etc.

Terasă cu termoizolaţia dispusă sub stratul de pantă.

Terasă fără strat de pantă, cu panta realizată din înclinarea

planşeului.

Terasă ventilată, cu canale de aerare

Placa pe sol

Placă pe sol fără izolaţie termică

Placă pe sol cu izolaţie termică

Planşeu peste subsolşi alte spaţii neînclzite

Planşeu peste subsol fără izolaţie termică

Planşeu peste subsol cu izolaţie termică la partea inferioară.

Planşeu peste subsol cu izolaţie termică la partea superioară, sub pardoseală

I. SISTEMATIZARE – MODELARE ALCĂTUIRI ŞI DETALII. SCHEME DE PRINCIPIU CU ALCĂTUIREA DETALIILOR UZUALE PENTRU ÎMBINĂRILE ELEMENTELOR DE ANVELOPĂ LA CLĂDIRI.

III.1 Sistematizarea detaliilor constructiveAcest capitol a fost elaborat de doamna Prof. dr. ing. Irina Bliuc şi drd. ing. Adrian Iacob de la Universitatea Tehnică Gh. Asachi Iasi.

Necesitatea unui material unitar, sub forma unui catalog, care să ofere maximum de informatii referitor la valorile coeficientilor lineari de transfer termic şi a factorilor de temperatură, este recunoscută atât de comunitatea academică cât şi de cea a specialiştilor implicaţi în activitatea de proiectare termoenergetică a clădirilor şi de audit energetic.

Un asemenea material trebuie să răspundă la 2 cerinţe importante:- să fie cât mai cuprinzător, respectiv să conţină un număr cât mai mare de situaţii,

practic posibil de întâlnit, atât la clădirile noi, cât şi la cele existente;- să fie cât mai concis şi uşor de utilizat.

Dificultatea îndeplinirii celor două cerinţe provine în primul rând de la numărul mare şi diversitatea soluţiilor constructive şi a materialelor utilizate, care se întâlnesc în special la clădirile existente, la care, alături de clădiri cu pereţi din zidărie de cărămidă de 50 cm grosime, apar structuri în diafragme de beton armat monolit sau panouri prefabricate, a căror configuraţie şi alcătuire au evoluat continuu. In ceea ce priveşte clădirile noi, în faza de proiectare, numărul de stuaţii diferite va creşte odată cu majorarea valorilor pentru rezistenţele minime corectate şi necesitatea de aplicare a sistemelor de valorificare a energiilor regenerabile, specificată în Directiva Europeană actualizată.

Ca urmare, poate fi luată în considerare şi posibilitatea elaborării unui catalog sau fascicol care să se refere la clădirile existente şi la posibilităţile de reabilitare termică a acestora.

Un asemenea demers implică:

- Identificarea detaliilor caracteristice pe noduri şi tipuri de structuri şi selectarea celor cu adevărat semnificative;

- Identificarea parametrilor variabili care intervin în evaluarea coeficienţilor lineari de transfer termic şi analiza măsurii în care influenţează valoarea acestora; în urma analizei, pot fi eliminaţi parametrii a căror influenţă nu este semnificativă sau sintetizaţi 2 sau mai mulţi intr-unul singur (de exemplu, în loc de grosimea şi conductivitatea termică a materialelor poate să apară rezistenţa sau conductanţa termică).

- Determinarea valorilor coeficienţilor lineari de transfer termic pe baza simulărilor numerice pentru toate situaţiile selectate;

- Prelucrarea rezultatelor şi adoptarea unui mod unitar, sintetic de prezentare.

III.2 Identificarea detaliilor caracteristice

Diversitatea soluţiilor constructive şi a rezolvărilor arhitecturale, în plan şi secţiunese reflectă şi în numărul mare de discontinuităţi fizice sau geometrice care se comportă ca

şi punţi termice. Un argument în acest sens este oferit de lista detaliilor specifice clădirilor din panouri mari, prezentată în Anaxa III.1.

O tentativă de sistematizare a detaliilor pentru zona opacă a anvelopei este prezentată în tabelul III.1.Selecţia detaliilor s-a făcut pe baza următoarelor criterii:

geometria (colţ, ramificaţie etc.); poziţia în clădire (noduri în plan orizontal şi vertical); tipul de structură şi modul de dispunere a straturilor din materiale diferite (zidărie

din cărămidă sau b.c.a, diafragme); tipurile de structuri au fost selectate pe criteriul frecvenţei cu care sunt întâlnite în practică..

III.3 Identificarea parametrilor variabili care intervin în evaluarea coeficienţilor lineari de transfer termic .

Principalii parametri variabili care influenţează valoarea coeficienţilor lineari de transfer termic sunt:

geometria (de exemplu poziţia stâlpului sau grinzii în raport cu planul faţadei, soclu ieşind sau retras, atic în planul faţadei sau ieşind, etc.)

modul de dispunere a materialelor cu caracteristici diferite în cadrul structurii; poziţia termoizolaţiei suplimentare (spre interior sau spre exterior) grosimea straturilor de materiale diferite; conductivitatea termică a materialelor.

Analiza parametrică presupune simulări numerice pentru valorile extreme ale domeniului de variabilitate a parametrilor şi stabilirea măsurii în care aceştia influenţează valoarea coeficientilor lineari de transfer termic.

III.3 Determinarea valorilor coeficienţilor lineari de transfer termic pe baza simulărilor numerice pentru toate situaţiile selectate

Această etapă presupune simulări numerice cu programe de calcul adecvate, validate prin procedurile cunoscute, pentru fiecare situaţie în parte, definită în urma studiilor parametrice.

III.4. Prezentarea rezultatelor /adoptarea unui mod unitar, sintetic de prezentare.

Este definitorie pentru facilitatea utilizării catalogului. Sunt posibile 2 moduri de abordare a acestui aspect:

Prezentarea valorilor coeficienţilor lineari de transfer termic sub formă de fişe conţinând tabele cu valori pentru fiecarie detaliu în parte, care diferă din punct de vedere geometric dar şi al grosimii materialelor, a modului de dispunere a termoizolaţiei. Acest mod de abordare implică un efort minim din partea

utilizatorilor, oferind datele necesare pentru cvasitotalitatea situaţiilor, dar conduce în final la un volum foarte mare pentru catalog.

Simplificarea modului de prezentare prin schematizarea detaliilor până la un nivel acceptabil, sub aspectul preciziei, reducerea numărului de parametri şi prezentarea valorilor pentru coeficienţii punctuali de transfer termic sub formă de tabele şi grafice care permit interpolarea şi extrapolarea. Acest mod de prezentare reduce considerabil volumul catalogului şi contribuie la creşterea rapidităţii fără a afecta precizia rezultatelor. Ca exemplu poate servi Warmebrukenkatalog fur Modernisierungs - SanierungsmaBnahmen yur Vermeidung von Schimmelpilzen, autori Gerd Hauser, Horst Stiegel, Fraunhofer IRB Verlag, 2006.

Tabelul 3.1Sistematizarea detaliilor constructive

1. Colţuri (C)

C1 - Zidărie din cărămidă sau b.c.a., cu sau fără stâlpişor

C2 - Zidărie din cărămidă placată cu b.c.a., cu sau fără stâlpişor

C3 - Cadre din beton armat şi pereţi exteriori din zidărie sau b.c.a.

C4 - Diafragme din beton armat monolit placate cu b.c.a.

C5 – Diafragame din beton armat monolit cu bulb şi pereţi din b.c.a.

C6 - Panouri mari prefabricate

2. Intersecţii în plan orizontal (I)

I1 - Zidărie din cărămidă sau b.c.a., cu sau fără stâlpişor

I2 - Zidărie din cărămidă placată cu b.c.a., cu sau fără stâlpişor

I3 – Cadre din beton armat şi pereţi din zidărie sau b.c.a.

I4 – Diafragme din beton armat monolit placate cu b.c.a.

I5 – Diafragme din beton armat monolit cu bulb şi pereţi din b.c.a.

I6 – Panouri mari prefabricate

3. Intersecţii atic terasă – pereţi xteriori (T)

T1 – Atic terasă clasică sau inversată şi pereţi din zidărie de cărămidă sau b.c.a.

T2 – Atic terasă clasică sau inversată şi pereţi din zidărie de cărămidă placată cu b.c.a.

T3 – Atic terasă clasică sau inversată şi pereţi din zidărie de cărămidă sau b.c.a. la structuri în cadre sau diafragme

T4 – Atic terasă clasică sau inversată şi pereţi din beton armat monolit

T5 – Atic terasă clasică sau inversată şi pereţi din panouri mari

4. Intersecţii planşeu pod – pereţi exteriori (P)

P1 – Intersecţie planşeu pod - perete din zidărie

P2 – Intersecţie planşeu pod - perete din zidărie de cărămidă placat cu b.c.a.

P3 – Intersecţie învelitoare izolată termic - perete de mansardă