NORMATIV

PRIVIND CALCULUL TERMOTEHNIC AL ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE ALE CLADIRILOR

Indicativ C 107 - 2005

Partea a 3-a - NORMATIV

PRIVIND CALCULUL PERFORMANTELOR TERMOENERGETICE ALE ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE ALE CLADIRILOR

C 107/3

Editie revizuita de

UNIVERSITATEA DE ARHITECTURA SI URBANISM "ION MINCU" - Bucuresti

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII - Bucuresti

INSTITUTUL DE CERCETARI IN CONSTRUCTII SI ECONOMIA CONSTRUCTIILOR

I N C E R C - Bucuresti

COORDONATOR

ASOCIATIA INGINERILOR DE INSTALATII DIN ROMANIA - AIIR

Prof. dr. ing. Liviu DUMITRESCU

1. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE

Prezentul normativ se refera la calculul termotehnic, pentru timpul iernii, al tuturor elementelor de constructie ale cladirilor, cu exceptia elementelor de constructie in contact cu solul.

Prevederile prezentului normativ se aplica la elementele de constructie care delimiteza spatiile incalzite ale cladirilor de locuit, social-culturale si industriale.

Prevederile normativului se utilizeaza si la elementele de constructie care delimiteaza spatiile neincalzite, in scopul determinarii temperaturii interioare a acestor spatii, pe baza unui calcul de bilant termic.

. Prevederile prezentului normativ nu se aplica la elementele de constructie aferente cladirilor si incaperilor la care se impun cerinte speciale ale regimului de temperaturi si de umiditate, cum sunt: spatiile frigorifice, cele cu mediu agresiv, s. a.

Izolarea termica a elementelor de constructie care delimiteza incaperile incalzite, se realizeaza in vederea asigurarii climatului interior impus de exigentele igienico-sanitare si de confort la cladirile de locuit si social-culturale, de conditiile necesare desfasurarii muncii si procesului tehnologic la cladirile industriale, precum si pentru reducerea, in cat mai mare masura, a consumului de energie si de combustibil in exploatare.

Prevederile prezentului normativ se utilizeaza atat de catre proiectanti, pentru determinarea si pentru verificarea caracteristicilor termotehnice ale elementelor de constructie, cat si de catre factorii abilitati pentru verificarea proiectelor de cladiri.

Prevederile normativului se utilizeaza deasemenea la determinarea necesarului de caldura de calcul, in scopul dimensionarii instalatiei de incalzire.

Intre modelul de calcul folosit pentru verificarile termotehnice si cel adoptat pentru calculul instalatiilor, trebuie sa existe o riguroasa corespondenta.

Prevederile prezentului normativ se aplica atat pentru elementele de constructie perimetrale, cat si pentru elementele de constructie interioare care despart spatii intre care exista o diferenta de temperatura mai mare de 5K.

Prevederile normativului se aplica la verificarea termotehnica, atat a cladirilor noi, cat si a cladirilor existente care urmeaza a fi supuse unor lucrari de reabilitare si de modernizare.

Prevederile prezentului normativ se aplica, atat la cladirile avand sisteme centrale de incalzire, cat si la cele cu incalzire locala (inclusiv cu sobe).

Alegerea modului de alcatuire a elementelor de constructie, din punct de vedere termotehnic, se face astfel incat sa se realizeze, in principal, urmatoarele :

rezistenta termica minima necesara pentru asigurarea climatului interior, pentru limitarea fluxului termic si pentru economisirea energiei in exploatarea cladirilor;

evitarea condensarii vaporilor de apa pe suprafata interioara a elementelor de constructie;

rezistenta la permeabilitate la vapori, pentru limitarea sau pentru impiedicarea condensarii vaporilor de apa in interiorul elementelor de constructie;

stabilitatea termica necesara, atat pe timp de iarna, cat si pe timp de vara, pentru limitarea oscilatiilor temperaturii aerului interior si pe suprafata interioara a elementelor de constructie.

Pe baza prevederilor din prezentul normativ, se pot determina :

- Rezistentele termice specifice corectate ale elementelor de constructie, cu luarea in considerare a influentei puntilor termice, permitand :

compararea acestor valori, calculate pentru fiecare incapere in parte, cu rezistentele termice minime necesare din considerente igienico-sanitare si de confort;

compararea acestor valori, calculate pentru ansamblul cladirii, cu rezistentele termice minime, normate, in scopul economisirii energiei in exploatare;

determinarea coeficientului global de izolare termica, in scopul stabilirii nivelului de performanta termotehnica de ansamblu a cladirii si a compararii cu valoarea normata, stabilita in vederea limitarii consumului de energie pentru incalzirea cladirilor;

utilizarea rezistentelor termice specifice corectate la calculul necesarului de caldura, in vederea proiectarii instalatiilor de incalzire.

- Temperaturile pe suprafata interioara a elementelor de constructie, permitand :

verificarea riscului de condens superficial, prin compararea temperaturilor minime cu temperatura punctului de roua;

verficarea conditiilor de confort interior, prin asigurarea indicilor globali de confort termic PMV si PPD, in functie de temperaturile medii de pe suprafetele interioare ale elementelor de constructie perimetrale.

Calculul termotehnic al elementelor de constructie in contact cu solul se face in conformitate cu [1].

Verificarea comportarii elementelor de constructie la difuzia vaporilor de apa, precum si verificarea stabilitatii termice a elementelor de constructie perimetrale si a incaperilor, nu este tratata in prezentul normativ, aceste verificari facand obiectul unor alte reglementari tehnice.

De asemenea sunt tratate in acte normative speciale - [12] si [13] - aspectele referitoare la determinarea si la verificarea coeficientului global de izolare termica.

Normativul este intocmit in urmatoarele ipoteze generale :

transferul termic se face in regim stationar;

toate caracteristicile termofizice ale materialelor sunt independente de temperatura;

principalele calcule termotehnice se bazeaza pe calculul numeric automat al campurilor de temperaturi.

Calculele si verificarile termotehnice prevazute in cadrul prezentului normativ, se refera la urmatoarele elemente de constructii perimetrale :

partea opaca a peretilor exteriori, inclusiv suprafata adiacenta rosturilor deschise;

componentele transparente si translucide ale peretilor exteriori si acoperisurilor (tamplaria exterioara, peretii vitrati si luminatoarele);

planseele de peste ultimul nivel, de sub terase si poduri;

planseele care delimiteaza cladirea la partea inferioara, fata de mediul exterior (bowindouri, ganguri de trecere, s.a.);

planseele de peste pivnite si subsoluri neincalzite;

peretii si planseele care separa volumul cladirii de spatii adiacente neincalzite sau mult mai putin incalzite, precum si de spatiul rosturilor inchise.

Pentru cazuri speciale si studii termotehnice, prin efectuarea unui calcul numeric automat al campului plan, bidimensional, de temperaturi, pe baza prevederilor din prezentul normativ se pot determina si reprezenta grafic :

variatia temperaturilor pe suprafetele interioare ale elementelor de constructie;

curbele izoterme din interiorul elementelor de constructie.

Prezenta reglementare tehnica utilizeaza prevederi cuprinse in urmatoarele acte normative:

C107/5-Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie in contact cu solul.

C107/4-Ghid pentru calculul performantelor termotehnice ale cladirilor de locuit.

SR-1907-2 Instalatii de incalzire. Nrcesarul de caldura de calcul. Temperaturi interioare de calcul.

SR ISO 7345-Izolatie termica. Marimi fizice si definitii.

STAS 7109-Termotehnica constructiilor. Terminologie, simboluri si unitati de masura.

STAS 737/10-Sistemul international de unitati (SI). Unitati ale marimilor caracteristice fenomenelor calorice.

*) Calculul transferului de masa (umiditate) prin elementele de constructie

STAS 6472/6-Fizica constructiilor. Proiectarea termotehnica a elementelor de constructie cu punti termice.

STAS 6472/7-Fizica constructiilor. Termotehnica. Calculul permeabilitatii la aer a elementelor si materialelor de constructie.

STAS 13149-Fizica constructiilor. Ambiante termice moderate.Determinarea indicilor PMV si PPD si nivele de performanta pentru ambiante.

*) Stabilitate termica a elementelor de inchidere ale cladirilor.

C 107/1-Normativ privind calculul coeficientilor globali de izolare termica la cladirile de locuit.

C 107/2-Normativ privind calculul coeficientilor globali de izolare termica la cladiri cu alta destinatie decat cea de locuire.

Pentru utilizarea prezentei reglementari tehnice se pot consulta standardele europene in domeniu:

EN ISO 6946 Building components and building elements - Thermal resistence and thermal transmittance - Calculation method.

EN ISO 10077-1 Thermal performance of windows, doors and shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 1: Simplified method.

EN ISO 10077-2 Thermal performance of windows, doors and shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 2: Numerical method for frames.

EN ISO 13789 Thermal performance of buildings - Transmission heat loss coeficient - Calculation method.

EN ISO 10211-1 Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface temperatures - Part 1: General calculation methods.

EN ISO 10211-2 Thermal bridges in building construction - Calculation of heat flows and surface temperatures - Part 2: Linear thermal bridges.

EN ISO 14683 Thermal bridges in building construction - Linear thermal transmittance-simplified methods and default values.

3. DEFINITII SI SIMBOLURI

3.1. Definitii

Regim (termic) stationar : Ipoteza conventionala de calcul termotehnic, in cadrul careia se considera ca temperaturile nu variaza in timp.

Strat omogen : Strat de grosime constanta, avand caracteristici termotehnice uniforme sau care pot fi considerate uniforme.

Strat cvasiomogen : Strat alcatuit din doua sau mai multe materiale, avand conductivitati termice diferite, dar care poate fi considerat ca un strat omogen, cu o conductivitate termica echivalenta.

Punte termica : Portiune din anvelopa unei cladiri, in care rezistenta termica, altfel uniforma, este sensibil modificata ca urmare a faptului ca izotermele nu sunt paralele cu suprafetele elementelor de constructie.

Anvelopa cladirii : Totalitatea suprafetelor elementelor de constructie perimetrale, care delimiteza volumul interior (incalzit) al unei cladiri, de mediul exterior sau de spatii neicalzite din exteriorul cladirii.

Flux termic (F : Cantitatea de caldura transmisa la sau de la un sistem, raportata la timp.

Densitatea fluxului termic (q): Fluxul termic raportat la suprafata prin care se face transferul caldurii.

Suprafata adiabatica : Suprafata prin care nu se produce nici un transfer termic.

Izoterme: Linii sau suprafete care unesc punctele avand aceleasi temperaturi, determinate pe baza unui calcul al campului plan, bidimensional de temperaturi.

Linii de flux: Linii perpendiculare pe izoterme reprezentand directia si sensul fluxului termic in elementele de constructie.

Rezistenta termica (R): Diferenta de temperatura raportata la densitatea fluxului termic, in regim stationar.

Coeficient de transfer termic/Transmitanta termica (U): Fluxul termic in regim stationar, raportat la suprafata si la diferenta de temperatura dintre temperaturile mediilor situate de o parte si de alta a unui sistem. Inversul rezistentei termice.

Coeficient de cuplaj termic (L) : Fluxul termic in regim stationar, raportat la diferenta de temperatura intre doua medii care sunt legate intre ele din punct de vedere termic, printr-un element de constructie.

Coeficient liniar de transfer termic/ Transmitanta termica liniara (y : Termen de corectie care tine seama de influenta unei punti termice liniare, fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic.

Coeficient punctual de transfer termic/ Transmitanta termica punctuala (c Termen de corectie care tine seama de influenta unei punti termice punctuale, fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic.

Calcul unidirectional (1D) : Model de calcul termotehnic simplificat, in care se considera ca liniile de flux sunt perpendiculare pe elementul de constructie.

Calcul bidimensional (2D) : Model de calcul termotehnic, in care se tine seama de influenta puntilor termice liniare si care se bazeaza pe un calcul plan, bidimensional, al campului de temperaturi.

Calcul tridimensional (3D) : Model de calcul termotehnic, in care se tine seama de influenta tuturor puntilor termice - liniare si punctuale - si care se bazeaza pe un calcul spatial, tridimensional, al campului de temperaturi.

Coeficient de emisie (e) : Fluxul radiant al unui corp in raport cu fluxul radiant al corpului negru in aceleasi conditii de temperatura.

3.2 Simboluri si unitati de masura

Simbolurile si unitatile de masura ale principalilor termeni utilizati in prezentul normativ sunt date in tabelul I.

Majoritatea simbolurilor folosite sunt precizate in SR ISO 7345 si STAS 737/10; pentru unii termeni s-au mentinut simbolurile prevazute in STAS 7109.

Observatii

Temperaturile si diferentele de temperatura se pot nota si cu simbolurile q si respectiv Dq

Se da mai jos corespondenta intre simbolurile utilizate in cadrul prezentului normativ si simbolurile folosite in prescriptiile tehnice elaborate anterior :

q_r = t_r F = y = k'

c = c_p q = c = k"

s = s_m R = R_os R'_nec = R_{o nec}

A = S R' = R'_os R'_m = R_om

n = N U = k R'_min = R_{om min}

e = e t q

SIMBOLURI SI UNITATI DE MASURA

TABELUL I

3.3 Indici

In prezentul normativ se utilizeaza, in principal, urmatorii indici :

i interior r roua, condens

e exterior t timp

si suprafata interioara m mediu

se suprafata exterioara min minimum

u spatiu neincalzit max maximum

a aer nec necesar

w apa ech echivalent

3.4. Sistemul de unitati de masura

Se foloseste sistemul international de unitati de masura (SI).

Pentru unele transformari se pot folosi si relatiile :

1W = 1 J/s = 0,860 kcal/h

1J = 1 W . s = 2,39 . 10^-4 kcal

1 W . h = 3600 J = 0,860 kcal

1kcal/h = 1,163 W = 1,163 J/s

4. CARACTERISTICI TERMOTEHNICE

Caracteristicile termotehnice de calcul ale materialelor care se utilizeaza la alcatuirea elementelor de constructie, se vor considera in conformitate cu anexa A.

In anexa A se dau urmatoarele caracteristici termotehnice, in functie de felul materialului si de densitatea aparenta r (kg/m³):

- conductivitatea termica de calcul    l [W/(mK)] ;

- coeficientul de asimilare termica    s [W/(m²K)] ;

- capacitatea calorica masica la presiune constanta c [ J/(kgK)].

Conductivitatile termice de calcul din anexa A sunt date in conditiile unui regim normal de umiditate a materialelor in timpul exploatarii.

Alte materiale decat cele din anexa A pot fi utilizate in elemente de constructie numai cu avizul unui institut de specialitate, care va atesta si conductivitatea termica de calcul a respectivului material.

Capacitatea calorica volumica se obtine prin multiplicarea capacitatii calorice masice cu densitatea aparenta a materialului, in stare uscata :

r c [ J/(m³K)]

Conductivitatile termice de calcul din anexa A includ influenta urmatorilor factori, aferenti conditiilor de punere in opera a materialelor termoizolante :

existenta rosturilor dintre placile termoizolante ;

micile deteriorari admise, la placile termoizolante friabile ;

cresterea densitatii aparente ca urmare a tasarilor din timpul executiei si in decursul exploatarii, la materialele termoizolante tasabile.

Conductivitatile termice de calcul din anexa A corespund unui regim normal de umiditate a materialelor in timpul exploatarii; in cazul unei umiditati sporite, conductivitatile termice trebuie majorate corespunzator.

Conductivitatile termice echivalente ale straturilor cvasiomogene se calculeaza in conformitate cu prevederile din cap. 7.2.

Caracteristicile termotehnice de calcul ale straturilor de aer imobil, se pot considera astfel:

r = 1,23 kg/m³la o temperatura de + 10^oC si la o presiune de 100 kPa

c = 1000 J/(kg K) la o temperatura de + 10^oC

l = 0,025 W/(mK)

Caracteristicile termotehnice de calcul ale apei sunt urmatoarele:

r = 1000 kg/m³

c = 4180 J/(kg K) la o temperatura de + 10^oC

l = 0,58 W/(mK)

Rezistentele termice specifice ale straturilor omogene se calculeaza cu 3 zecimale.

5. TEMPERATURI DE CALCUL

5.1. Temperaturile exterioare (T_e)

Temperaturile exterioare de calcul se considera in conformitate cu harta de zonare climatica a teritoriului Romaniei, pentru perioada de iarna, din anexa D.

Conform acestei harti, care inlocuieste harta din STAS 6472/2-83, teritoriul Romaniei se imparte in 4 zone climatice, astfel :

- zona I T_e = - 12^oC

- zona II T_e = - 15^oC

- zona III T_e = - 18^oC

- zona IV T_e = - 21^oC

5.2. Temperaturile interioare ale incaperilor incalzite (T_i)

Temperaturile interioare conventionale de calcul ale incaperilor incalzite, se considera aceleasi cu temperaturile utilizate la proiectarea instalatiilor de incalzire si se iau din [3].

Daca incaperile au temperaturi de calcul diferite, dar exista o temperatura predominanta, in calcule se considera aceasta temperatura; de exempu, la cladirile de locuit se considera T_i=+20^oC.

Daca nu exista o temperatura predominanta, temperatura interioara conventionala de calcul se poate considera temperatura medie ponderata a tuturor incaperilor incalzite, de la acelasi nivel :

S T_ij . A_j

T_i = ----- ----- ------

S A_j

in care:

A_j aria incaperii j avand temperatura interioara T_ij .

5.3. Temperaturile interioare ale spatiilor neincalzite (T_u)

Temperaturile interioare ale spatiilor si incaperilor neincalzite se determina exclusiv pe baza de bilant termic, in functie de temperaturile de calcul ale incaperilor adiacente, de ariile elementelor de constructie care delimiteaza spatiul neincalzit, precum si de rezistentele termice ale acestor elemente.

In calcule se va tine seama in mod obligatoriu si de viteza de ventilare a spatiului neincalzit. Determinarea temperaturilor T_u ale spatiilor si incaperilor neincalzite se face in conformitate cu prevederile cap. 8 din prezentul normativ.

Tot pe baza de bilant termic se vor determina temperaturile T_u din rosturile inchise, podurile si etajele tehnice, precum si cele din balcoanele si logiile inchise cu tamplarie exterioara.

6. DIMENSIUNI DE CALCUL

Ca principiu general, suprafetele se delimiteaza prin axele geometrice ale elementelor de constructie interioare si prin fetele interioare ale elementelor de constructie perimetrale.

Suprafetele orizontale ale elementelor de constructie exterioare (planseul de la terasa sau de la pod, planseul de peste subsolul neincalzit s. a., se delimiteaza prin axele geometrice ale peretilor interiori structurali si nestructurali si prin conturul interior al peretilor exteriori (fig. 1) .

Pe ansamblul cladirii, aria orizontala este delimitata exclusiv prin conturul interior al peretilor exteriori (fig. 3).

A = S A_j = A₁ + A₂ + .. + A_n

Suprafetele verticale exterioare (peretii) se delimiteaza pe orizontala prin axele geometrice ale peretilor interiori structurali si nestructurali, precum si prin colturile, intrande sau iesinde, ale fetei interioare a peretilor exteriori (fig. 1).

Pe verticala, suprafetele se delimiteaza prin axele geometrice ale placii planseelor intermediare, prin fata inferioara a placii ultimului planseu, precum si prin fata superioara a pardoselii primului nivel incalzit (fig. 2).

Pe ansamblul cladirii aria verticala exterioara totala, inclusiv aria vitrata, este :

A = H S l_j = H P

in care P este perimetrul cladirii, masurat pe conturul interior al peretilor de fatada.

Suprafetele inclinate se calculeaza pe baza dimensiunilor din planul lor.

Ariile tamplariei exterioare se determina pe baza dimensiunilor nominale ale golurilor corespunzatoare din pereti (fig. 1 si 2).

Lungimile " l " ale puntilor termice liniare se stabilesc, in principiu, in functie de lungimile reale pe care se prevad detaliile respective, cu urmatoarele precizari :

lungimile se masoara in cadrul ariilor A determinate conform pct. 6.2..6.4 ; in consecinta ele sunt delimitate, la extremitati, de conturul suprafetelor respective ;

intersectia puntilor orizontale cu cele verticale, se include atat in lungimea puntilor orizontale, cat si in lungimea puntilor verticale ;

la planseul de peste spatii neincalzite, in lungimile "l " ale puntilor termice create prin intreruperea stratului termoizolant (amplasat peste planseu) in dreptul peretilor interiori structurali si nestructurali, nu se includ latimile golurilor de usi.

Aria anvelopei cladirii se calculeaza ca suma tuturor ariilor elementelor de constructie perimetrale ale cladirii prin care au loc transferuri termice.

Volumul incaperilor se calculeaza pe baza ariilor orizontale determinate conform pct. 6.2. si a inaltimilor H_j considerate ca in fig. 2:

V_j = A_j · H_j

Volumul cladirii - V - reprezinta volumul delimitat, pe contur, de fetele interioare ale elementelor de constructie perimetrale, ale caror arii totale se calculeaza conform pct. 6.26.4.

V = ΣV_j = V₁ + V₂ + . . . . . V_n

Volumul V include atat incaperile incalzite direct (cu elemente de incalzire), cat si incaperile incalzite indirect (fara elemente de incalzire), dar la care caldura patrunde prin peretii adiacenti, lipsiti de o termoizolatie semnificativa. In acest sens se considera ca facand parte din volumul cladirii: camari, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scarii, putul liftului, si alte spatii comune.

Nu se includ in volumul cladirii: camerele de pubele, verandele, precum si balcoanele si logiile, chiar in situatia in care ele sunt inchise cu tamplarie exterioara.

7. DETERMINAREA REZISTENTELOR TERMICE SPECIFICE ALE ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE OPACE

7.1. Rezistenta termica specifica a unui strat omogen

Rezistenta termica specifica a unui strat omogen al elementului de constructie se determina cu relatia:

d

R_s = -------- [m²K/W] (1)

l

in care:

d grosimea de calcul a stratului ;

l conductivitatea termica de calcul a materialului, conform anexei A.

La straturile la care grosimea finala, dupa punerea in opera, este mai mica decat grosimea initiala, in calcule se considera grosimea finala (dupa tasare).

In cazurile in care abaterea negativa admisa la grosimea straturilor este semnificativa, grosimea de calcul a stratului se va considera egala cu grosimea minima admisa.

Rezistentele termice ale straturilor omogene se calculeaza cu 3 zecimale.

7.2. Rezistenta termica a unui strat cvasiomogen

Intr-un model geometric este admisibil ca, in anumite conditii, sa se inlocuiasca materiale cu conductivitati termice diferite cu un material avand o conductivitate unica, echivalenta.

Stratul respectiv este denumit "strat cvasiomogen".

Ca exemplu de straturi cvasiomogene se pot da zidariile (alcatuite din caramizi sau blocuri + mortar, precum si straturile termoizolante din cadrul elementelor de constructie tristrat, prin care trec ancore din otel inoxidabil de diametre reduse, dispuse uniform pe suprafata elementului de constructie.

Rezistenta termica a unui strat cvasiomogen se calculeaza cu relatia (1), in care, in locul conductivitatii termice l se introduce valoarea conductivitatii echivalente l_ech

Conductivitatea termica echivalenta a straturilor cvasiomogene de tipul zidariilor se poate calcula cu relatia :

S l_j . A_j)

l _ech = ----- ----- ----- [W/(mK)] (2)

S A_j

in care:

l_j conductivitatile termice ale materialelor componente ;

A_j ariile materialelor componente din cadrul stratului cvasiomogen, masurate in planul stratului (in elevatie).

La straturile cvasiomogene alcatuite dintr-un strat termoizolant + ancore metalice de legatura, conductivitatea termica echivalenta se poate determina cu relatia :

l_ech = l + d . n . c [W/(mK)] (3)

in care :

l conductivitatea termica a materialului termoizolant [W/(mK)];

d grosimea stratului termoizolant [m] ;

c coeficientul punctual de transfer termic, aferent unei ancore din otel inoxidabil, care se determina pe baza unui calcul tridimensional al campului de temperaturi, conf. cap. 7.6.3.[W/K];

n numarul de ancore metalice pe metru patrat [m^-2].

7.3. Rezistentele termice superficiale

Rezistentele termice superficiale (R_si si R_se) se considera in calcule in conformitate cu tabelul II, in functie de directia si sensul fluxului termic.

La determinarea rezistentelor termice ale elementelor de constructie interioare, pe ambele suprafete ale elementului se considera valori: a_i a_e = 8 W/(m²K).

In spatiile neincalzite, la fluxul termic din interior spre exterior se considera a_i = 12 W/(m²K), indiferent de sensul fluxului termic.

La calculul campului de temperaturi pentru verificarea temperaturilor superficiale conform cap. 10, valoarea coeficientului de transfer termic superficial interior a_i , in colturile interioare iesinde (fig. 3), se considera :

a_i = 8 (1 - x) [W/(m²K)] (4)

in care :

x distanta, in metri, intre coltul iesind si cel mai apropiat colt intrand, dar cel mult 0,25 m.

Intre valoarea astfel determinata si valoarea a_i = 8 W/(m²K) se considera o variatie liniara, pe lungimea x, pe suprafetele verticale si orizontale interioare ale incaperilor, aferente coltului iesind

Valorile din tabelul II aferente suprafetelor verticale, sunt valabile si pentru suprafetele inclinate cu un unghi de cel mult 30^o fata de verticala, iar cele aferente suprafetelor orizontale sunt valabile si pentru suprafetele inclinate cu un unghi de cel mult 30^o fata de orizontala.

Valorile rezistentelor termice superficiale interioare din tabelul II sunt valabile pentru suprafetele interioare obisnuite, netratate (cu un coeficient de emisie e = 0,9) ; valorile din tabel au fost determinate pentru o temperatura interioara evaluata la + 20 ^oC.

Valoarea rezistentei termice superficiale exterioare din tabelul II corespunde urmatoarelor conditii:

- suprafata exterioara netratata, cu un coeficient de emisie e = 0,9 ;

- temperatura exterioara T_e = 0 ^oC

- viteza vantului adiacent suprafetei exterioare v = 4 m/s

In studii, pentru alte viteze ale vantului se poate considera orientativ:

COEFICIENTI DE TRANSFER TERMIC SUPERFICIAL [W/(m²K)] SI REZISTENTE TERMICE SUPERFICIALE [m²K/W]

TABELUL II

Pentru conditii de vara : a_e = 12 W/(m²K), R_se = 0,084 m²K/W

7.4. Rezistentele termice ale straturilor de aer

Rezistentele termice ale straturilor de aer neventilate (R_a) se iau din tabelul III, in functie de directia si sensul fluxului termic si de grosimea stratului de aer.

Valorile din tabel, din coloana "flux termic orizontal" sunt valabile si pentru fluxuri termice inclinate cu cel mult 30^o fata de verticala, iar cele din coloanele 'flux termic vertical' sunt valabile si pentru fluxuri inclinate cu cel mult 30^o fata de orizontala..

Valorile din tabelul III sunt valabile pentru toate elementele de constructie, cu exceptia geamurilor, pentru care se poate consulta anexa I.

Valorile din tabel sunt valabile in urmatoarele conditii:

stratul de aer este marginit de suprafete paralele si perpendiculare pe directia fluxului termic, toate suprafetele fiind suprafete obisnuite, netratate, cu un coeficient de emisie ridicat (e > 0,8);

stratul de aer are grosimea (pe directia fluxului termic) de cel mult 10% din oricare din celelalte doua dimensiuni, si nu mai mult de 0,3 m;

nu are loc nici un schimb de aer, atat cu mediul interior, cat si cu cel exterior.

Pentru modul in care se pot considera in calculele termotehnice straturile de aer in care exista un oarecare grad de ventilare al spatiului de aer, deci o comunicare cu mediul exterior, se poate consulta anexa E.

REZISTENTELE TERMICE ALE STRATURILOR DE AER NEVENTILATE

R_a [ m²K/W]

TABELUL III

OBSERVATIE:

Pentru valori intermediare se interpoleaza liniar.

7.5. Rezistenta termica specifica unidirectionala

Rezistenta termica, specifica unidirectionala a unui element de constructie alcatuit din unul sau mai multe straturi din materiale omogene, fara punti termice, inclusiv din eventuale straturi de aer neventilat, dispuse perpendicular pe directia fluxului termic, se calculeaza cu relatia :

R = R_si + SR_s + SR_a + R_se [m²K/W] (5)

Relatia (5) se utilizeaza si pentru determinarea rezistentei termice specifice in camp curent, a elementelor de constructie neomogene (cu punti termice).

In calculul unidirectional, suprafetele izoterme se considera ca sunt paralele cu suprafata elementului de constructie.

La elementele de constructie cu straturi de grosime variabila(de ex. La planseele de la terase), rezistentele termice se pot determina pe baza grosimilor medii ale acestor straturi, aferente suprafetelor care se calculeaza .

In cazul in care conductivitatea termica a stratului cu grosime variabila este redusa, pentru o mai mare exactitate se recomanda utilizarea prevederilor din    anexa F.

Coeficientul de transfer termic unidirectional se determina cu relatia :

U = ------ [W/(m²K)] (6)

R

La elementele de constructie cu permeabilitate la aer ridicata, determinarea rezistentei termice specifice unidirectionale se va putea lua in consideratie prevederile STAS 6472/7.

Daca valorile R si U reprezinta rezultate finale ale calculelor termotehnice, ele pot fi rotunjite la 3 cifre semnificative (2 zecimale).

7.6. Rezistenta termica specifica corectata

Rezistenta termica specifica corectata se determina la elementele de constructie cu alcatuire neomogena; ea tine seama de influenta puntilor termice asupra valorii rezistentei termice specifice determinate pe baza unui calcul unidirectional in camp curent, respectiv in zona cu alcatuirea predominanta.

Rezistenta termica specifica corectata R' si respectiv coeficientul de transfer termic corectat U' se calculeaza cu relatia generala :

1 1 S y . l) S c

U' = ------ = ------ + ------------ + --------- [W/(m²K)] (7)

R' R A A

in care :

R rezistenta termica specifica unidirectionala aferenta ariei A;

l lungimea puntilor liniare de acelasi fel, din cadrul suprafetei A.

Rezistenta termica specifica corectata se mai poate exprima prin relatia :

R' = r . R [W/(m²K)] (8)

in care r reprezinta coeficientul de reducere a rezistentei termice unidirectionale :

1

r = -------- ----- ------ ---- [ - ] (9)

R . [ S y . l) + Sc

1 + ----- ----- --------- ----- -----

A

Coeficientii specifici liniari y) si punctuali (c) de transfer termic aduc o corectie a calcului unidirectional, tinand seama atat de prezenta puntilor termice constructive, cat si de comportarea reala, bidimensionala, respectiv tridimensionala, a fluxului termic, in zonele de neomogenitate a elementelor de constructie.

Puntile termice punctuale rezultate la intersectia unor punti termice liniare, de regula, se neglijeaza in calcule.

Coeficientii y si c nu difera in functie de zonele climatice; ei se determina pe baza calculului numeric automat al campurilor de temperaturi.

In cazurile in care aceste coeficienti nu pot fi extrasi din tabele, ei se pot determina pe baza indicatiilor din anexa J.

Coeficientii y si c au valori pozitive sau negative si ei se introduc in relatiile (7) si (9) cu semnele lor algebrice.

Semnul ( + ) reprezinta o reducere a rezistentei termice corectate R' fata de rezistenta termica unidirectionala R; semnul ( - ) are o frecventa mai redusa si semnifica o marire a valorii R' fata de valoarea R.

In anexa G se prezinta o clasificare a puntilor termice liniare si punctuale precum si o clasificare a tipurilor de coeficienti liniari de transfer termic y

In tabelele 1 . 73 se dau coeficientii y si c pentru o serie de detalii curent utilizate.

Coeficientii liniari de transfer termic aferenti peretilor exteriori din zona de intersectie cu placa pe sol se iau din tabelele 110 din [1].

Pentru calcule la faze preliminare de proiectare, rezistenta termica specifica corectata a elementelor de constructie neomogene, poate fi determinata cu metoda aproximativa din anexa H.

Dupa finalizarea calculelor termotehnice, valorile R' si U' pot fi rotunjite la trei cifre semnificative (2 zecimale).

7.7. Rezistenta termica specifica medie

Rezistenta termica specifica medie a unui element de constructie se calculeaza cu relatia :

1 SA_j

R'_m = ----- = ----- ----- ----- [ m²K/W] (10)

U'_m S (A_j . U'_j)

in care :

U'_j coeficientii de transfer termic corectat [W/(m²K)] aferenti suprafetelor A_{j .}

Rezistentele termice medii R'_m se pot calcula :

pentru o incapere avand mai multe suprafete pentru un acelasi element de constructie, de exemplu o incapere de colt;

pentru un nivel al cladirii;

pentru ansamblul unei cladiri.

In cazul rezistentei termice medii pe un nivel sau pe ansamblul cladirii, valorile A_j si U'_j sunt aferente diferitelor incaperi j.

Valorile R'_m si U'_m pe ansamblul unui nivel sau al unei cladiri se pot determina si direct, cu relatiile (7), (8) si (9), in care valorile A si l, precum si numarul de punti termice punctuale sunt cele corespunzatoare unui nivel sau unei cladiri in intregime.

Relatia (10) este valabila si pentru determinarea rezistentelor termice specifice medii ale unor elemente de constructie alcatuite din doua sau din mai multe zone cu alcatuire omogena; in aceasta situatie in relatia (10) in loc de U'_j se introduce coeficientul de transfer termic unidirectional U_j , obtinandu-se rezistenta termica specifica medie R_m = 1/U_m.

La planseele de terasa, cu straturi in panta, rezistenta termica medie pe ansamblul terasei se poate determina :

pe baza grosimii medii a betonului de panta, in cazul in care betonul utilizat nu are caracteristici termoizolante ;

pe baza relatiilor de calcul din anexa F, in cazul in care pantele se realizeaza din materiale cu conductivitati termice scazute.

Rezistenta termica specifica medie a mai multor sau a tuturor elementelor de constructie aferente unei incaperi, unui nivel sau intregii cladiri, se calculeaza cu relatia (10) in care la numitor termenul Σ(A_j · U'_j) se inlocuieste cu termenul Σ(A_j · U'_j ·τ_j), in care τ_j este factorul de corectie a temperaturii exterioare, corespunzatoare suprafetei j.

Relatia (10) astfel modificata este valabila la calculul rezistentei termice medii a unui singur element de constructie care separa mediul interior de doua sau mai multe medii exterioare, avand temperaturi T_e si T_u diferite.

7.8. Alte caracteristici termotehnice

Coeficientul de cuplaj termic (L), aferent unui element de constructie se calculeaza cu relatia generala :

A_j

L_j = A_j . U'_j = ------ [W/K] (11)

R'_j

in care indicele j se poate referi la o suprafata a elementului de constructie, la o incapere, la un nivel sau la ansamblul cladirii.

Pentru ansamblul mai multor elemente de constructie, valorile L se pot insuma.

Fluxul termic F aferent unui element de constructie se calculeaza cu relatia generala :

F = L_j . DT [W] (12)

in care indicele j are aceeasi semnificatie ca la pct 7.8.1.

In cazul elementelor de constructie care separa spatiul interior incalzit de un spatiu neincalzit, in locul valorii DT = T_i - T_e se utilizeaza diferenta de temperatura (T_i - T_u) in care T_u reprezinta temperatura din spatiul neincalzit, determinata pe baza unui calcul de bilant termic, conform cap. 8.

Pentru ansamblul mai multor elemente de constructie, valorile F se pot insuma.

Coeficientul global de izolare termica (G), aferent unei cladiri in ansamblu, se calculeaza cu relatia generala :

S L_j . t_j

G = ----- ----- ----- + 0,34 .n [W/(m³K)] (13)

V

in care:

t_j factorul de corectie a temperaturii exterioare, aferent suprafetei j a elementului de constructie sau incaperii j;

V volumul interior al cladirii [m³];

n viteza de ventilare naturala a spatiului interior al cladirii, respectiv numarul mediu al schimburilor de aer pe ora aferent tuturor incaperilor incalzite si neincalzite din cadrul volumului interior [h^-1].

Calcului coeficientului global de izolare termica este tratat in detaliu in normativele [1] si [2]

8. DETERMINAREA TEMPERATURILOR DINTR-UN SPATIU NEINCALZIT.

Pentru determinarea temperaturii conventionale de calcul dintr-un spatiu neincalzit, se face un calcul de bilant termic, utilizandu-se relatia generala :

S ( T_j .L_j ) + 0,34 . V .S ( n . T_j )

T_u = -------- ----- ------ ----------- [^oC] (14)

S L_j + 0,34 . V . S n

in care :

L_j coeficientii de cuplaj termic aferenti tuturor elementelor de constructie orizontale si verticale care delimiteza spatiul neincalzit de mediile adiacente : aer exterior sau incaperi incalzite [W/K];

T_j temperaturile conventionale de calcul ale mediilor adiacente : T_e sau T_i [^oC];

V volumul interior al spatiului neincalzit [m³];

n viteza de ventilare naturala a spatiului neincalzit, respectiv numarul de schimburi de aer [h^-1].

Pentru utilizarea corecta a relatiei (14), se fac urmatoarele precizari :

la determinarea valorilor L_j aferente elementelor de constructie interioare se pot utiliza rezistentele termice specifice unidirectionale ( R);

daca incaperea neincalzita este prevazuta cu usi, ferestre, luminatoare s.a., in relatia de calcul se introduc si aceste elemente de constructie;

temperaturile T_j se introduc in relatia de calcul cu valorile lor algebrice.

Viteza de ventilare a spatiului neincalzit, respectiv rata schimburilor conventionale de aer, se stabileste in functie de existenta usilor si a ferestrelor, de existenta unor eventuale goluri sau orificii de ventilare, precum si in functie de gradul de etanseitate a elementelor de constructie perimetrale.

Pentru numarul de schimburi de aer pe ora intre spatiul neincalzit si spatiul incalzit, precum si intre spatiul neincalzit si mediul exterior, se pot utiliza valorile orientative din tabelul IV.

Valorile n se vor stabili si in functie de necesitatile de aerisire a incaperii neincalzite, in functie de destinatia acesteia (de exemplu cerinte mai mari de ventilare la camarile de alimente de la locuinte, etc.).

RATA SCHIMBURILOR CONVENTIONALE DE AER

TABELUL IV

Spatiile neincalzite pentru care se face calculul cu relatia (14) pot fi :

incaperi interioare de dimensiuni reduse si inconjurate in mare parte de incaperi incalzite (camari, debarale, vestibuluri, windfanguri neincalzite, degajamente s.a.) ;

spatii de dimensiuni mai mari, interioare sau adiacente cladirii (casa scarii neincalzita, garaje, s.a.) ;

rosturi inchise ;

poduri sau etaje tehnice neincalzite.

Temperaturile in subsolurile neincalzite se determina in conformitate cu prevederile din [1].

In situatia in care doua spatii neincalzite sunt adiacente, temperaturile T_u se pot determina, fie cu relatia (14) prin incercari succesive, fie pe baza unui calcul de bilant termic, rezolvand un sistem de doua ecuatii cu doua necunoscute.

9. DETERMINAREA REZISTENTELOR TERMICE ALE SUPRAFETELOR VITRATE

Rezistenta termica a tamplariei exterioare (ferestre si usi vitrate) din lemn, a luminatoarelor si a peretilor exteriori vitrati se considera conform tabelului V .

Pentru alte tipuri de elemente de constructie vitrate, necuprinse in tabelul V, rezistentele termice specifice vor fi determinate prin incercari de catre un institut de specialitate.

Tamplariile exterioare cu tocuri si cercevele din mase plastice sau din aluminiu, produse de firme din tara sau produse in tara pe baza unor licente straine, sau importate, nu vor fi utilizate decat dupa atestarea caracteristicilor lor termotehnice de catre un institut de specialitate.

Nu se recomanda utilizarea tamplariilor din aluminiu la care nu se realizeaza ruperea puntilor termice pe o adancime de cel putin 12 mm.

Pentru tamplariile metalice simple, realizate din profile din otel se vor considera urmatoarele rezistente termice :

- cu o foaie de geam simplu R' = 0,17 m²K/W

- cu un geam termoizolant R' = 0,28 m²K/W

Pentru calcule in fazele preliminare de proiectare, rezistentele termice ale tuturor tipurilor de tamplarii se pot determina pe baza prevederilor din anexa I.

Pentru usile interioare, opace sau vitrate, rezistentele termice pot fi determinate prin calcul, in functie de materialele utilizate la tocuri si foi, de alcatuirea si de grosimea acestora si de valorile R_si si R_se corespunzatoare pozitiei usilor. Calculele se vor efectua pe baza indicatiilor din anexa I .

REZISTENTE TERMICE SPECIFICE PENTRU ELEMENTE DE CONSTRUCTIE VITRATE

TABELUL V

10. DETERMINAREA TEMPERATURILOR PE SUPRAFATA INTERIOARA A ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE

Temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie fara punti termice (sau in campul curent al elementelor de constructie cu punti termice) se determina cu relatia :

DT

T_si = T_i - ----- ----- ---- [^oC] (15)

a_i . R

La elementele de constructie adiacente spatiilor neincalzite in locul valorii DT = T_i - T_e , in relatia de calcul (15), se introduce diferenta de temperatura (T_i - T_u).

In zona puntilor termice, temperaturile T_si se determina printr-un calcul automat al campului de temperaturi. Calculul campurilor de temperaturi se face pe baza precizarilor din anexa J .

In mod curent, pentru determinarea temperaturilor minime T_{si min} este suficient a se face calculul campului plan, bidimensional, de temperaturi.

Pentru cazurile si detaliile curente, temperaturile superficiale minime T_{si min} se dau in tabelele1 73.

Valorile din tabele sunt valabile pentru zona II climatica si pentru o temperatura interioara T_i = +20^o C.

Pentru alte conditii de temperatura (T'_e si T'_i ), temperatura minima (T'_{si min} ) se poate determina cu relatia :

T '_i - T '_e

T '_{si min} = T '_i - ----------- ( T_i - T_{si min}) [^oC] (16)

T_i - T_e

in care :  

T_i = + 20 ⁰C

T_e = - 15 ⁰C

T_i - T_e = 35 K

La colturile iesinde de la intersectia a doi pereti exteriori cu un planseu (la tavan sau la pardoseala), temperatura minima se poate determina numai pe baza unui calcul automat al campului spatial, tridimensional, de temperaturi.

In cazul in care nu se face un astfel de calcul, se poate considera valoarea :

T_{si colt} = 1,3 T_{si min} - 0,3 T_i [^oC] (17)

in care :

T_{si min} temperatura superficiala minima, determinata pe baza campului plan de temperaturi.

Temperatura superficiala medie, aferenta unui element de constructie, se poate determina cu relatia:

DT

T_{si m} = T_i - ----------- [^oC] (18)

a_i . R'

in care :

R' rezistenta termica specifica corectata, determinata conform cap. 7, aferenta, dupa necesitati, fie unei incaperi, fie ansamblului cladirii.

Pe baza temperaturii superficiale minime T_{si min}, se poate calcula valoarea maxima a raportului ecartului de temperatura superficiala, cu relatia :

T_i - T_{si min}

z_max = ----- ----- ---- [ - ] (19)

DT

Pe baza temperaturii superfciale medii T_{si m} , se poate determina valoarea medie a raportului ecartului de temperatura superficiala, folosind relatia :

T_i - T_{si m} R_si

z_m = ----- ----- ------- = -------- [ - ] (20)

DT R'

La elementele de constructie adiacente spatiilor neincalzite, in locul valorii DT din relatiile (18), (19), (20), se introduce diferenta de temperatura (T_i - T_u).

Prin efectuarea unui calcul numeric automat al campului plan de temperaturi (2D) conform indicatiilor din anexa J, se poate face o reprezentare grafica a variatiei temperaturilor T_si.

11. COMPORTAREA ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE LA DIFUZIA VAPORILOR DE APA

Se are in vedere verificarea comportarii elementelor de constructie la difuzia vaporilor de apa.

Calculele se fac in ipoteza ca elementul de constructie este alcatuit din straturi omogene perpendiculare pe fluxul termic.

In aceasta ipoteza se pot determina urmatoarele temperaturi :

pe suprafata interioara a elementului de constructie, pe baza relatiei (15) ;

pe suprafata exterioara a elementului de constructie :

DT

T_se = T_e + ------------- [^oC] (21)

a_e . R

intr-un plan n din interiorul elementului de constructie, cu una din relatiile :

DT

T_n = T_i - -------- ( R_si + SR_sj ) [^oC] (22)

R

sau

DT

T_n = T_e + -------- ( R_se + SR_sj ) [^oC] (23)

R

in care :

SR_sj suma rezistentelor termice ale straturilor amplasate intre suprafata interioara - relatia (22), respectiv exterioara - relatia (23), si planul n.

Temperaturile din interiorul elementelor de constructie neomogene se pot determina printr-un calcul numeric automat al campului bidimensional de temperaturi.

Pe baza temperaturilor astfel determinate, se pot reprezenta grafic curbele izoterme din interiorul elementelor de constructie.

12. STABILITATEA TERMICA A ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE

Se are in vedere determinarea stabilitatii termice a elementelor de constructie perimetrale ale cladirilor.

Elementele de constructie care se verifica la exigenta de stabilitate termica sunt urmatoarele:

partea opaca a peretilor exteriori supraterani ai incaperilor incalzite;

planseele de peste ultimul nivel incalzit, de sub terase si poduri.

Indicele inertiei termice D a unui element de constructie plan, alcatuit din mai multe straturi dispuse perpendicular pe fluxul termic, se calculeaza cu relatia :

D = SR_s . s) [ - ] (24)

in care :

s coeficientul de asimilare termica, pentru perioada oscilatiilor densitatii fluxului termic de 24 ore.

Coeficientii de asimilare s se iau din anexa A. Pentru materiale necuprinse in anexa A, coeficientul de asimilare termica se calculeaza cu relatia :

s = 8,5 l c r [W/(m²K)] (25)

in care :

c capacitatea calorica masica la presiune constanta [J/(kg.K)] conform anexei A;

r densitatea aparenta a materialului [kg/m³].

In cazul elementelor de constructie neomogene, indicele inertiei termice se calculeaza cu relatia :

S (A_j . D_j)

D = ----- ----- ------ [ - ] (26)

S A_j

in care :

A_j ariile zonelor distincte de pe suprafata elementului de constructie [m²];

D_j indicii inertiei termice corespunzatori zonelor cu arii A_j.

13. REZISTENTE TERMICE NORMATE

Rezistenta termica, necesara din considerente igienico-sanitare, se calculeaza cu relatia :

DT

R'_nec = ----- ----- ---- [m²K/W] (27)

a_i DT_{i max}

in care :

DT_{i max} diferenta maxima de temperatura, admisa intre temperatura interioara si temperatura medie a suprafetei interioare DT_{i max} = T_i - Ts_im

Valorile DT_{i max} se dau in tabelul VI, in functie de destinatia cladirii si de tipul elementului de constructie.

La elementele de constructie care separa incaperea considerata de un spatiu neincalzit, in loc de valoarea DT = T_i - T_e , in relatia (27) se introduce diferenta de temperatura (T_i - T_u), in care T_u reprezinta temperatura in spatiul neincalzit, determinata pe baza unui calcul de bilant termic.

La elementele de constructie care separa incaperea considerata de un spatiu mai putin incalzit, in loc de valoarea DT, in relatia (27) se introduce diferenta dintre cele doua temperaturi interioare conventionale de calcul, avand valori conform [3].

Relatia (27) nu se aplica la suprafetele vitrate.

Rezistentele termice specifice corectate R' ale tuturor elementelor de constructie ale cladirilor, calculate pentru fiecare incapere in parte, trebuie sa fie mai mari decat rezistentele termice necesare :

R' R'_nec [m²K/W] (28)

Conditia (28) se aplica si la elementele de constructie adiacente rosturilor inchise, izolate fata de mediul exterior, la verificarea termotehnica a elementelor de constructie interioare, spre incaperile neincalzite sau mai putin incalzite, precum si la cladirile incalzite cu sobe.

La elementele de constructie ale incaperilor in care stationarea oamenilor este de scurta durata (de exemplu casa scarii, holurile de intrare in cladirile de locuit, s.a.) valorile DT_{i max} din tabelul VI se maresc cu 1 K.

Pentru destinatii si functiuni specifice, valorile normate T_i si DT_{i max} , pot si trebuie sa fie stabilite de proiectant, chiar daca ele difera de valorile T_i din [3] si de valorile DT_{i max} din tabelul VI.

Pentru incaperile cladirilor de productie cu degajari importante de caldura, valoarea DT_{i max} nu se normeaza, daca este indeplinita una din urmatoarele conditii :

degajarile de caldura depasesc cu cel putin 50 % necesarul de caldura de calcul ;

densitatea fluxului termic degajat este de cel putin 23 W/m² de element de constructie ;

suprafata interioara a elementului de constructie este supusa unui flux radiant permanent sau este spalata de aer uscat si cald.

Rezistentele termice specifice ale elementelor de constructie vitrate trebuie sa fie mai mari decat valorile R'_nec din tabelul VII.

Pentru elementele de constructie usoare - cu exceptia suprafetelor vitrate - sunt valabile valorile R'_nec de mai jos, prin care se urmareste a se compensa inertia (exprimata prin greutate) redusa, prin rezistente termice specifice sporite :

pentru 20 kg/m² R'_nec = 2,50 m²K/W

pentru 50 kg/m² R'_nec = 2,00 m²K/W

pentru 100 kg/m² R'_nec = 1,80 m²K/W

pentru 150 kg/m² R'_nec = 1,60 m²K/W

In scopul reducerii consumului de energie in exploatare, rezistenta termica corectata, medie pe cladire, a fiecarui element de constructie, poate fi comparata cu rezistentele termice minime prescrise de actele normative in vigoare. Trebuie sa fie indeplinita conditia :

R'_m R'_min [m²K/W] (29)

VALORI NORMATE DT_{i max}

TABELUL VI

DT_r = T_i - q_r

REZISTENTE TERMICE SPECIFICE NECESARE PENTRU ELEMENTELE DE CONSTRUCTIE VITRATE

TABELUL VII

OBSERVATII:

1) La casa scarii si la alte spatii de circulatie, indiferent de grupa cladirii, se admite
R'_nec = 0,26 m²K/W

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

14. TEMPERATURI SUPERFICIALE NORMATE

Temperaturile de pe suprafetele interioare ale elementelor de constructie, atat in camp curent, cat si in dreptul tuturor puntilor termice, trebuie sa fie mai mari decat temperatura punctului de roua q_r

T_si ( T_{si min ,} T_{si colt} ) q_r [^oC] (30)

Temperatura punctului de roua se poate determina din anexa B, in functie de temperatura interioara conventionala de calcul T_i si de umiditatea relativa a aerului interior j_i , considerata conform tabelului VI.

Pentru destinatii si functiuni specifice, valorile j_i pot si trebuie sa fie stabilite de proiectant, chiar daca ele difera de valorile j_i din tabelul VI.

Pentru alte valori T_i si j_i decat cele din anexa B, temperatura punctului de roua poate fi determinata, aproximativ, prin interpolare liniara. Mai exact, temperatura punctului de roua se calculeaza astfel:

se determina presiunea partiala a vaporilor de apa la interior, cu relatia :

p_s . j_i

p_vi = ----------- [Pa] (31)

100

in care :

p_s presiunea de saturatie corespunzatoare temperaturii aerului interior, conform anexei C - in pascali;

j_i umiditatea relativa a aerului umed interior, in procente.

din anexa C se determina temperatura pentru care presiunea partiala a vaporilor de apa, calculata cu relatia (31), devine presiune de saturatie; aceasta valoare a temperaturii este temperatura punctului de roua q_r

Cu ajutorul temperaturilor superficiale medii determinate cu relatia (18) se pot calcula si verifica indicii globali de confort termic PMV si PPD, precum si indicatorii specifici disconfortului local : temperatura suprafetei pardoselii, variatia pe verticala a temperaturii aerului si asimetria temperaturii radiante, in conformitate cu [10].

ANEXE

ANEXA E

CONSIDERAREA IN CALCULE A STRATURILOR DE AER VENTILATE

Prezenta anexa utilizeaza prevederi din EN ISO 6946 [14].

1. Strat de aer foarte slab ventilat

In aceasta categorie intra straturile de aer care au legatura cu mediul exterior prin intermediul unor gauri de dimensiuni reduse si anume :

pentru straturi verticale max.500 mm²/metru liniar

pentru straturi orizontale max.500 mm²/metru patrat

Trebuie sa se respecte de asemenea urmatoarele conditii :

intre stratul de aer si mediul exterior sa nu existe nici un strat termoizolant ;

gaurile prevazute sa fie astfel dispuse incat sa nu se poata naste un curent de aer prin stratul de aer considerat.

In aceste conditii, stratul de aer se poate considera in calcule ca un strat de aer neventilat.

2. Strat de aer slab ventilat

In aceasta categorie intra straturile de aer care au legatura cu mediul exterior prin intermediul unor gauri avand urmatoarele dimensiuni :

pentru straturi verticale intre 500 si 1500 mm²/metru liniar

pentru straturi orizontale intre 500 si 1500 mm²/metru patrat

Trebuie sa se respecte deasemenea conditia ca gaurile sa nu fie dispuse astfel incat sa favorizeze un curent de aer prin stratul de aer considerat.

In aceste conditii, rezistenta termica a stratului de aer slab ventilat se considera in calcule cu jumatate din valorile prevazute in tabelul III.

Daca rezistenta termica a straturilor amplasate intre stratul de aer si mediul exterior depaseste 0,15 m²K/W, rezistenta termica a acestor straturi, care se considera in calcule, se limiteaza la valoarea de 0,15 m²K/W.

3. Strat de aer bine ventilat

Din aceasta categorie fac parte straturile de aer care au legatura cu mediul exterior prin intermediul unor gauri care depasesc :

pentru straturi verticale 1500 mm²/metru liniar

pentru straturi orizontale 1500 mm²/metru patrat

In aceste conditii rezistenta termica se calculeaza atat fara aportul stratului de aer, cat si fara cel al straturilor amplasate intre stratul de aer si mediul exterior.

In aceasta situatie, pentru rezistenta termica superficiala R_se se adopta o valoare egala cu rezistenta termica superficiala R_si, corespunzatoare.

ANEXA F

DETERMINAREA REZISTENTEI TERMICE A ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE AVAND STRATURI DE GROSIME VARIABILA

Prezenta anexa utilizeaza prevederi din EN ISO 6946 [14].

Prezenta anexa se refera la elementele de constructie in alcatuirea carora intra un strat de grosime variabila, de exemplu planseul terasa (fig. F1).

In aceasta situatie rezistenta termica este diferita de la zona la zona; de asemenea, rezistenta termica specifica medie pe ansamblul elementului de constructie, este in functie de rezistentele termice aferente acestor zone.

Relatiile de calcul de mai jos sunt valabile in cazurile in care pantele nu depasesc 5 %.

Se definesc 3 tipuri de zone (fig. F2) :

1) Suprafete dreptunghiulare.

2) Suprafete triunghiulare cu varful mai inalt.

3) Suprafete triunghiulare cu varful mai putin inalt.

Coeficientii de transfer termic U, corespunzatori celor 3 tipuri de suprafete, se calculeaza cu relatiile :

1 l d₁ + l R_o

U = ------ = ----- ln ( ----- ----- ------- ) [W/(m²K)]

R d₁ l . R_o

1 2l d₁ + lR_o d₁ + lR_o

U = ----- = ------ [ ------------- ln ( ------------ ) - 1 ] [W/(m²K)]

R d₁ d₁ l R_o

1 2l lR_o d₁ + lR_o

U = ----- = ------ [ 1 - ------------- ln ( ----- ----- ---- ) ] [W/(m²K)]

R d₁ d₁ lR_o

in care :

l conductivitatea termica de calcul a stratului cu grosime variabila (avand grosimea egala cu zero la o margine) ;

R_o rezistenta termica a celorlalte straturi, inclusiv ambele rezistente termice superficiale (R_si si R_se) ;

d₁ grosimea maxima a straturilor cu grosime variabila ;

ln logaritmi naturali (ln x = 2,3026 log x).

Calcul se conduce astfel

1) Se calculeaza R_o ca o rezistenta termica totala a tuturor straturilor, cu exceptia stratului de grosime variabila.

2) Se subimparte aria totala in arii de tipurile 1), 2) si 3), ca exemplul din fig. F1_.

3) Se calculeaza valorile Uj aferente fiecarei arii Aj.

4) Se calculeaza coeficientul de transfer termic total, cu relatia :

S ( Uj . Aj )

U = ----- ----- ---------- [W/(m²K)]

S Aj

5) Se calculeaza rezistenta termica specifica pentru ansamblul elementului de constructie cu relatia:

1

R = ------- [ m²K/W]

U

Observatii

1) Relatiile din aceasta anexa permit sa se determine, cu un grad sporit de exactitate, rezistenta termica aferenta intregului element de constructie. Cu un grad mai mic de exactitate, relatiile din aceasta anexa permit a se calcula si rezistentele termice corespunzatoare unor incaperi sau unui ansamblu de doua sau mai multe incaperi.

2) In situatia in care straturile cu grosime constanta contin punti termice, in loc de rezistenta termica unidirectionala R_o , in relatiile de calcul se introduce rezistenta termica specifica corectata R'_o .

ANEXA G

CLASIFICAREA PUNTILOR TERMICE SI A COEFICIENTILOR DE TRANSFER TERMIC

Puntea termica reprezinta o zona a anvelopei unei cladiri, in care fluxul termic - altfel unidirectional - este sensibil modificat prin :

penetrarea partiala sau totala a elementelor de constructie perimetrale, cu materiale avand o conductivitate diferita;

o schimbare a grosimii elementului de constructie si/sau

o diferenta intre ariile suprafetelor interioare si exterioare, asa cum se intampla la colturile dintre pereti, precum si la cele dintre pereti si plansee ( fig. G1 ).

Din punctul de vedere al lungimii lor, puntile termice se clasifica ( fig. G1 ) in :

punti termice cu incluziuni liniare si

punti termice cu incluziuni punctuale

Puntile termice punctuale pot fi independente (agrafe sau ploturi de legatura) sau provenind din intersectia unor punti termice liniare.

Din punctul de vedere al alcatuirii lor, puntile termice se clasifica astfel :

punti termice constructive, realizate prin incluziuni locale din materiale avand o conductivitate diferita;

punti termice geometrice, realizate ca urmare a unor forme geometrice specifice ( colturi, schimbari ale grosimilor, s.a. );

punti termice mixte, avand ambele caracteristici de mai sus.

Puntile termice constructive se pot clasifica in :

punti termice totale si

punti termice partiale

In comparatie cu elementele de constructie fara punti termice, acestea din urma au consecinte in urmatoarele directii :

se modifica cuantumul fluxului termic;

se modifica alura suprafetelor izoterme si a liniilor de flux termic;

se modifica temperaturile superficiale interioare.

In figura G2 se prezinta cateva tipuri caracteristice de coeficienti liniari de transfer termic, astfel:

a) un singur coeficient aferent unei punti termice amplasate intr-o unica incapere;

b) doi coeficienti simetrici (la detaliile cu un ax de simetrie);

c) doi coeficienti inegali, de exemplu la unele colturi si la sectiunile verticale;

d) coeficienti care cumuleaza efectul a doua sau a mai multor punti termice, de exemplu la un gol de fereastra amplasat langa o intersectie de pereti;

e) coeficienti aferenti la doua spatii din exteriorul elementului de constructie, de exemplu un spatiu exterior si un spatiu interior, neincalzit.

ANEXA H

METODA SIMPLIFICATA DE CALCUL PENTRU DETERMINAREA REZISTENTELOR TERMICE SPECIFICE CORECTATE A ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE NEOMOGENE

Prezenta anexa utilizeaza prevederi din EN ISO 6946 [14].

Metoda simplificata de mai jos se poate utiliza la fazele preliminare si intermediare de proiectare pentru determinarea rezistentelor termice specifice corectate aferente elementelor de constructie alcatuite din straturi neomogene.

Se imparte elementul de constructie in straturi paralele cu suprafata elementului si in zone perpendiculare pe suprafata acestuia, asa cum se arata in figura H1.

Straturile se denumesc "j"(j = 1,2,3) iar zonele se denumesc"m"(m = a, b, c, d).

Straturile au grosimi "d_j", iar zonele au arii "A_m".

Se calculeaza ariile zonelor "A_m" (A_a, A_b, A_c, A_d) si ponderea acestora "f_m" fata de aria totala

A = SA_m :

A_a A_b A_c A_d

f_a = -------- f_b = -------- f_c = ------- f_d = -------

A A A A

f_a + f_b + f_c + f_d = 1

In acest fel, elementul de constructie a fost impartit in fragmente "m_j", care sunt omogene din punct de vedere termic.

Fiecare fragment "m_j" (de ex a₁, a₂, a₃, b₁ , b₂ .) are o conductivitate termica "l_mj", o grosime "d_j", o pondere "f_m" si o rezistenta termica "R_mj".

2. Se determina valoarea maxima a rezistentei termice (R_max), folosind relatia de calcul :

1 f_a f_b f_c f_d

------- = ----- + ----- + ----- + ------ [W/(m²K)]

R_max R_a R_b R_c R_d

in care : R_a, R_b, R_c si R_d reprezinta rezistentele termice R, calculate cu relatia ( 5 )

Se determina apoi rezistentele termice echivalente (R_j) ale fiecarui strat neomogen in parte :

1 f_a f_b f_c f_d

------- = ----- + ----- + ----- + ------ [W/(m²K)]

R_j R_aj R_bj R_cj R_dj

in care :

d_j d_j d_j d_j

R_aj = -------- ; R_bj = -------- ; R_cj = ------- ; R_dj = ------

l_aj l_bj l_cj l_dj

Rezistentele termice echivalente (R_j) se pot calcula, in varianta, cu relatia :

d_j

R_j = --------- [m²K/W]

l' _j

in care :

l'_j conductivitatea termica echivalenta a stratului 'j', care se calculeaza cu relatia :

l'_j = l_aj . f_a + l_bj . f_b + l_cj . f_b + l_dj . f_d [W/(mK)]

In aceasta varianta de calcul, straturile de aer neventilat trebuie sa fie inlocuite cu straturi de aceleasi dimensiuni, realizate dintr-un material avand o conductivitate termica echivalenta :

d_j

l''_j = ------ [W/(mK)]

R_a

in care :

R_a rezistenta termica a stratului de aer.

Valoarea minima a rezistentei termice (R_min) se calculeaza cu relatia :

R_min = R_si + R₁ + R₂ + R₃ + R_se [W/(m²K)]

Rezistenta termica specifica corectata se calculeaza ca medie aritmetica a valorilor R_max si R_min:

R_max + R_min

R' = ----- ----- ------------ [m²K/W]

2

Eroarea relativa maxima posibila, in procente, este :

R_max - R_min

----- ----- -------100 [%]

2R'

De exemplu, pentru un raport R_max/R_min = 1,5 , eroarea maxima este de 20%, pentru un raport R_max/R_min = 1,25 , eroarea maxima este de 11%, iar pentru R_max = 2R_min , eroarea maxima este de 33%.

ANEXA I

METODA SIMPLIFICATA DE CALCUL PENTRU DETERMINAREA COEFICIENTILOR DE TRANSFER TERMIC A TAMPLARIEI EXTERIOARE

Prezenta anexa utilizeaza prevederi din EN ISO 10077-1 [15]si EN ISO 10077-2 [16].

Relatiile de calcul din prezenta anexa permit determinarea aproximativa a coeficientilor de transfer termic pentru tamplaria exterioara. Valorile obtinute pot fi utilizate la calculele termotehnice din primele faze de proiectare.

Pentru ultima faza de proiectare se vor utiliza valori atestate ale coeficientilor de transfer termic, in conformitate cu actele normative in vigoare.

1. Notatii

ferastra F

usa   U

tamplarie exterioara - fereastra sau usa T

toc - partea fixa a tamplariei t

cercevele - partile mobile ale tamplariei c

toc + cercevele   f

geamuri g

panouri (opace)  p

2. Dimensiuni

Aria geamului (A_g)  - cea mai mica dintre ariile vizibile dinspre cele doua fete ale tamplariei;

Aria panoului (A_p)   - idem ca A_g ;

Aria tocului+ cercevelelor (A_f)   - cea mai mare dintre ariile (proiectate pe un plan paralel cu geamurile) vizibile dinspre cele doua fete ale tamplariei;

Aria ferestrei (A_F) si a usii (A_U)  - suma A_f+ A_g + A_p

Perimetrul geamului (l_g) - cea mai mare dintre sumele perimetrelor panourilor de geam termoizolant, vizibile dinspre cele doua fete ale tamplariei;

Perimetrul panoului (l_p) - idem ca l_g.

3. Caracteristici termotehnice

Conductivitatea termica a geamurilor se considera l = 1,0 W/(mK).

Conductivitatile termice ale tocurilor si cercevelelor din lemn (cu o umiditate de 12 %) se considera astfel :

- lemn de esenta moale (brad) (r = 600 kg/m³)  l = 0,19 W/(mK)

- lemn de esenta tare (r = 900 kg/m³)  l = 0,25 W/(mK)

Rezistentele termice superficiale, atat pentru toc si cercevele, cat si pentru geamuri, se considera astfel :

1

R_si = --- = 0,125 m²K/W

8

1

R_se = --- = 0,042 m²K/W

Valorile de mai sus sunt valabile pentru tamplarii exterioare verticale sau inclinate cu cel mult 30^o fata de verticala.

4. Relatii de calcul

4.1. Ferestre (fig. I 1)

Ferestre simple :

1 A_g . U_g + A_f . U_f + l_g . y_g

U_F = ----- = -------- ----- ------ ----- [W/(m²K)] (1)

R_F A_g + A_f

in care :

y_g coeficientul liniar de transfer termic care reflecta in principal influenta negativa a distantierilor metalici de pe conturul geamurilor termoizolante; la geamurile obisnuite (simple) se considera y_{g =}

In cazul in care pe langa geamuri se prevad si panouri opace, se utilizeaza relatia :

1 A_g . U_g + A_p . U_p + A_f . U_f + l_g . y_g + l_p . y_p

U_F = --- = -------- ----- ------ ----- ----- ---------------- [W/(m²K)] (2)

R_F A_g + A_p + A_f

in care :

y_p coeficientul liniar de transfer termic care reflecta in principal influenta negativa a reducerii rezistentei termice a panoului opac pe contur.

Ferestre duble

1 1

U_F = ----- = -------- ----- ------ ----- [W/(m²K)] (3)

R_F (R_F1 + R_F2 + R_a - R_si - R_se)

in care :

R_a rezistenta termica a stratului de aer dintre cercevele (tabelul I2);

R_F1 rezistenta termica a tamplariei interioare, calculata cu relatia (1);

R_F2 idem R_F1, dar a tamplariei exterioare.

Ferestre cuplate

Calculul se face cu relatia (1), in care U_g se determina cu relatia :

1

U_g = -------- ----- ------ ----- [W/(m²K)] (4)

1 1

( ------ + ------- + R_a - R_si - R_se)

U_g1 U_g2

in care :

U_g1 coeficientul de transfer termic a geamului interior, calculat cu relatia (5) sau (6);

U_g2 idem U_g1, dar a geamului exterior.

Geamuri

Geamuri obisnuite (simple) :

1

U_g = ----- ----- ----------------- [W/(m²K)] (5)

d_j

( R_si + S ----- + R_se)

l_j

in care :

d_j grosimea panoului de geam sau a stratului de material j , in m ;

l_j conductivitatea termica a geamului sau a stratului de material j, in W/(mK).

Geamuri termoizolante duble sau triple

Coeficientul de transfer termic se poate lua din tabelul I 3. In cazul in cara spatiul dintre foile de geam este umplut cu aer, se poate folosi relatia:

1

U_g = -------- ----- ------ --- [W/(m²K)] (6)

d_j

( R_si + S ----- + S R_aj + R_se )

l_j

in care :

d_j si l_j ca in relatia (5);

R_{a j}   rezistenta termica a stratului de aer, j, dintre foile de geamuri, care se ia din tabelul I 2, in m²K/W.

Usi (fig. I 1)

Usi complet vitrate

1 A_g . U_g + A_f . U_f + l_g . y_g

U_U = ----- = -------- ----- ------ ----- [W/(m²K)] (7)

R_U A_g + A_f

in care y_g are aceeasi semnificatie ca in relatia (1).

Usi cu geamuri si cu panouri opace

1 A_g . U_g + A_p . U_p + A_f . U_f+ l_g . Y_g + l_p . Y_p

U_U = --- = -------- ----- ------ ----- ----- ---------------- [W/(m²K)] (8)

R_U A_g + A_p + A_f

in care y_p are aceeasi semnificatie ca in relatia (2).

5. Rezistentele termice ale straturilor de aer neventilate pentru ferestre cuplate si duble (R_a) se dau in tabelul I 2. Valorile din tabel sunt valabile in urmatoarele conditii :

- ferestrele sunt verticale sau inclinate cu cel mult 30⁰ fata de verticala ;

- intre cele doua geamuri obisnuite este aer ;

- temperatura medie a geamurilor in perioada rece a anului este de + 10 ⁰C ;

- diferenta de temperatura intre fetele exterioare ale geamurilor este de 15 K.

REZISTENTELE TERMICE ALE STRATURILOR DE AER NEVENTILATE PENTRU FERESTRE CUPLATE SI DUBLE (R_a) - [m²K/W]

TABELUL I 2

6. Coeficientii de transfer termic pentru geamuri duble si triple (U_g), umplute cu aer sau cu diferite gaze (argon sau cripton), se dau in tabelul I 3.

Valorile din tabel sunt valabile pentru gaze cu o concentratie mai mare de 90 %.

7. Coeficientii de transfer termic aferenti tocului si cercevelelor (U_f) se pot determina printr-un calcul numeric automat al campului plan, bidimensional, de temperaturi, sau prin masuratori in laborator.

In lipsa acestor posibilitati se pot folosi datele din tabelele si graficele care se dau in aceasta anexa.

Tocuri si cercevele din lemn

Se utilizeaza graficul din fig. I 4, obtinandu-se valori U_f in functie de grosimea conventionala a tocului d_f, grosime definita prin schemele si relatiile de calcul din cadrul aceleiasi figuri.

Tocuri si cercevele din mase plastice

Se utilizeaza valorile U_f din tabelul I 5, in functie de materialul din care sunt realizate tocul si cercevele (poliuretan sau PVC).

Toate tocurile si cercevelele sunt prevazute cu profile metalice de ranforsare ; tocurile din PVC pot fi prevazute cu 2 sau 3 camere (goluri umplute cu aer).

Valorile din tabelul I 5 sun valabile in conditiile in care distantele (luminile) dintre fetele interioare ale camerelor sunt de cel putin 5 mm.

VALORI U_f PENTRU TOCURI SI CERCEVELE DIN MASE PLASTICE CU RANFORSARI METALICE

TABELUL I5

Tocuri si cercevele metalice

Coeficientii de transfer termic aferenti tocurilor si cercevelelor metalice, realizate din profile de aluminiu, cu intreruperea puntilor termice, sunt influentate, in principal, de urmatoarele caracteristici constructive (fig. I 6) :

- distanta "d" dintre profilele din aluminiu ;

- latimea "b_j" a tampoanelor termoizolante ;

- conductivitatea termica a tampoanelor termoizolante ;

- raportul dintre latimea tampoanelor termoizolante si latimea totala a tocului si a cercevelei (b_j/b_f).

In figura I 6 sunt aratate doua tipuri de sectiuni caracteristice :

- tip 1 - Conductivitatea termica a tampoanelor termoizolante este cuprinsa intre 0,2 si 0,3 W/(mK), iar raportul b_j/b_f

- tip 2 - Conductivitatea termica a tampoanelor termoizolante este cuprinsa intre 0,1 si 0,2 W/(mK), iar raportul b_j/b_f

Fig I7 - Coeficienti de transfer termic U_f pentru tocuri metalice cu intreperea puntilor termice

In figura I 7 se dau valorile U_f - maxime si minime - in functie de distantele minime dintre profilele de aluminiu, opuse.

In cazul cand nu exista date obtinute prin calcul sau prin incercari de laborator, se pot adopta valorile maxime din fig. I 7.

Valorile U_f din grafic sunt valabile numai daca se respecta conditiile prevazute in fig. I 6 referitoare la conductivitatea termica si la latimea tampoanelor termoizolante.

Pentru tocurile si cercevelele din aluminiu fara masuri de intrerupere a puntilor termice, se considera:

U_f = 5,9 W/(m²K).

8. Interactiunea termica intre cercevele si geamurile termoizolante

Coeficientul de transfer termic aferent geamului (U_g) este aplicabil suprafetei centrale a acestuia si nu include efectul distantierilor de pe conturul geamurilor termoizolante.

Pe de alta parte coeficientul de transfer termic al tocului si a cercevelelor (U_f) este valabil in conditiile absentei geamului.

Coeficientul liniar de transfer termic y reprezinta transferul termic suplimentar datorat interactiunii intre cercevea, geamul termoizolant si distantierii de pe conturul acestuia.

Coficientii y_g sunt in functie, in special, de conductivitatea termica a materialului din care sunt realizati distantierii.

In tabelul I 8 se dau cateva valori y valabile in cazul distantierilor metalici.

COEFICIENTI LINIARI DE TRANSFER TERMIC y PENTRU GEAMURI TERMOIZOLANTE CU DISTANTIERI METALICI [W/(mK)]

TABELUL I 8

ANEXA J

CALCULUL NUMERIC AUTOMAT

1. Generalitati

Metodele de calcul numeric automat pot fi utilizate pentru determinarea rezistentelor termice specifice corectate ale elementelor de constructie, fie pe baza metodei de calcul data in capitolul 7.6, fie ca o metoda alternativa, astfel :

a) Metoda utilizata in cap.7.6., care furnizeaza coeficienti liniari sau punctuali de transfer termic, pe baza unui :

1 - calcul plan, bidimensional (2D) al campului de temperaturi, care permite determinarea coeficientilor liniari de transfer termic (y

2 - calcul spatial, tridimensional (3D) al campului de temperaturi, care permite determinarea coeficientilor punctuali de transfer termic  (c

b) Metoda alternativa, care permite determinarea directa a rezistentei termice aferente unei zone din elementul de constructie, pe baza unui :

1 - calculul plan, bidimensional (2D) al campului de temperaturi;

2 - calcul spatial, tridimensional (3D) al campului de temperaturi.

Indicatiile cuprinse mai jos, in aceasta anexa, se refera exclusiv la metoda a) de mai sus.

Calculul numeric automat este indispensabil pentru determinarea temperaturilor minime T_{si min} pe suprafetele interioare ale elementelor de constructie.

2. Modelul geometric

Pentru obtinerea unor rezultate corecte, este necesar ca la stabilirea modelului geometric pentru calculul campului plan de temperaturi, sa se adopte urmatoarele dimensiuni minime (fig. J 1, J 2 si J 3):

distantele b, masurate de la colturile suprafetelor interioare, in toate directiile - minimum 1,2m;

distantele f, masurate de la conturul exterior al tamplariei - minimum 0,8 m (fig. J 2.2);

distantele u, masurate de la suprafetele pardoselilor de peste spatiile neincalzite - minimum 1,0 m (fig. J 2.3).

La calculul campului spatial de temperaturi, necesar determinarii coeficientilor c aferenti ancorelor metalice si ploturilor din beton armat, latura patratului aferent unui element va fi de minimum 1,2 m.

Agrafele, precum si ploturile circulare pot fi considerate in calcul fie de forma unui patrat circumscris, fie, mai exact, de forma unei suprafete cu conturul in trepte exterioare cercului.

La tamplariile exterioare, se admit urmatoarele simplificari:

tocul + cercevelele pot fi stilizate sub forma unuia sau mai multor dreptunghiuri ;

ansamblul geamurilor si al straturilor de aer dintre ele, pot fi considerate ca un singur strat avand grosimea egala cu distanta dintre fetele exterioare ale geamurilor extreme sau cu latimea stilizata a tocului si cecevelelor.

Subdiviziunile modelului geometric

Modelul geometric, cuprins intre planurile de decupaj - orizontale si verticale - se subimparte cu planuri auxiliare, formand reteaua de calcul a campului de temperaturi.

In mod normal, distantele dintre planurile auxiliare vor avea o crestere gradata spre planurile de decupaj ; la campul plan de temperaturi aceste distante nu trebuie sa depaseasca:

- 25 mm - in interiorul elementului de constructie;

- 50 mm - primele 6 distante de la fetele interioare si exterioare ale elementelor de constructie;

- 100 mm - urmatoarele 3 distante;

- 200 mm - restul distantelor.

La calculul campului spatial de temperaturi, agrafele vor fi impartite in 4 sau 6 pasi iar ploturile - in minimum 8 pasi; se vor respecta si urmatoarele distante maxime:

- 25 mm - primele 6 distante de la conturul plotului sau agrafei;

- 50 mm - restul distantelor.

Se vor dispune intotdeauna planuri auxiliare in planurile care separa straturi din materiale diferite, precum si in axul geometric al puntilor termice liniare sau punctuale. Fiecare strat alcatuit dintr-un material se va imparti in cel putin doua distante.

La calculul campurilor de temperaturi utilizate pentru determinarea rezistentelor termice ale tocurilor si cercevelelor tamplariilor exterioare, distantele dintre planurile auxiliare vor fi mult mai mici, inclusiv de ordinul milimetrilor.

4. Temperaturile de calcul

Calculul campului de temperaturi se va face pe baza temperaturilor din cap.5, cu urmatoarele precizari :

planurile orizontale si verticale de decupaj sunt adiabatice ;

temperatura in interiorul spatiilor neincalzite va fi egala cu temperatura T_u rezultata dintr-un calcul de bilant termic ;

Pentru calcule uzuale, la determinarea coeficientilor liniari si punctuali de transfer termic se pot considera urmatoarele temperaturi conventionale :

T_i = + 20 ^oC

T_e = - 15 ^oC la pereti exteriori, terase si tamplarii exterioare;

T_u = - 12 ^oC la plansee de pod;

+ 3 ^oC la plansee peste subsoluri neincalzite.

5. Caracteristicile termotehnice de calcul

Conductivitatile termice de calcul ale materialelor de constructie se vor lua, de regula, conform cap. 4 si anexei A din prezentul normativ, cu urmatoarele precizari :

- straturile de aer neventilate inglobate in elementele de constructie, vor fi introduse in calculul campurilor de temperaturi cu grosimea lor reala si cu o conductivitate termica echivalenta l_a

d_a

l_a [W/(mK)]

R_a

in care :

d_a grosimea stratului de aer, in metri;

R_a rezistenta termica a stratului de aer, conform cap.7.4 si anexei E.

- la tamplariile exterioare, in locul ansamblului de geamuri si straturi de aer se va introduce in calculul campului de temperaturi o conductivitate termica echivalenta l_g

d

l_g = ----- ----- --------- ----- ----- [W/(mK)]

1

( ---- - R_si - R_se )

U_g

in care :

U_g coeficientul de transfer termic al ansamblului de geamuri si de straturi de aer, care se poate determina conform anexei I;

d distanta intre fetele exterioare ale geamurilor extreme (sau orice alta latime considerata in modelul geometric).

Rezistentele termice superficiale se vor considera, de regula, in conformitate cu cap. 7.3 si cu tabelul II din prezentul normativ.

Pentru determinarea fluxurilor termice, campurile de temperaturi se pot calcula considerand valoarea R_si constanta.

La calculul campurilor de temperaturi in scopul determinarii temperaturilor superficiale T_si, se va considera variatia valorilor R_si la colturile iesinde.

Pentru verificarea, cu un grad sporit de siguranta, a exigentei referitoare la absenta fenomenului de condens superficial, se pot calcula campuri de temperaturi considerand urmatoarele valori a_i , constante :

in jumatatea superioara a incaperilor incalzite :

a_i = 4 W/(m²K)

in jumatatea inferioara a incaperilor incalzite :

a_i = 3 W/(m²K)

6. Programele de calcul automat

Se vor folosi exclusiv programe de calcul atestate, care dispun de urmatoarele facilitati :

permit alcatuirea unei retele de calcul cu un numar mare de pasi pe ambele directii, de regula peste 200 pasi;

pot furniza temperaturile T_si pe suprafetele interioare ale elementelor de constructie, in conditiile considerarii la colturile interioare iesinde, a unei variatii a rezistentei termice superficiale;

pot furniza fluxurile termice F, aferente oricaror portiuni din suprafetele interioare;

permit considerarea a 3 medii cu temperaturi diferite.

Pentru a verifica corectitudinea datelor de intrare, se recomanda ca una din verificari sa fie compararea temperaturilor T_si si T_se in dreptul planurilor de decupaj, rezultate din calculul automat, cu cele rezultate dintr-un calcul unidirectional (1D).

7. Relatii de calcul

Coeficientul specific liniar de transfer termic y se calculeaza cu relatia :

F B

y = ------- - ------- [W/(mK)]

DT R

in care :

DT si R au semnificatiile din tabelul I ;

F fluxul termic rezultat din calculul automat (2D), aferent unei suprafete avand latimea B si lungimea 1m [W/m].

Fluxurile termice F si latimile B se considera conform figurilor J 1, J 2 si J 3.

In cazul coeficientilor y aferenti elementelor de constructie care separa mediul interior incalzit de un mediu neincalzit, in locul termenului DT = (T_i - T_e) se introduce diferenta de temperatura (T_i - T_u).

Fluxurile termice F sunt determinate prin calculul automat (2D), pe baza relatiei :

F Sa_i . l . DT_i [W/m]

in care l si a_i reprezinta lungimile si respectiv coeficientii de transfer termic superficial interior, aferenti fiecarui punct din reteaua de calcul.

Coeficientul specific punctual de transfer termic c pentru agrafe si ploturi, se calculeaza cu relatia

F A

c = ------- - -------- [W/K]

DT R

in care :

A aria adoptata pentru calculul automat al campului de temperaturi [m²];

F fluxul termic rezultat din calculul automat (3D), aferent suprafetei A [W];

R rezistenta termica unidirectionala [m²K/W].

Fluxurile termice F sunt determinate prin calculul automat (3D), pe baza relatiei :

F a_i . S (A_j . DT_i)

in care A_j sunt ariile aferente fiecarui punct din reteaua de calcul.

Coeficientul specific punctual de transfer termic c aferent unei interesectii de punti termice liniare se calculeaza cu relatia :

F A

c = ---------- - S y_j .l_j ) - ------ [W/K]

DT R

in care :

A, F si R au semnificatiile de mai sus ;

l_j si y_j reprezinta lungimea si respectiv coeficientul de transfer termic al puntilor de tip j din cadrul ariei A.