CALCULUL TERMIC

CALCULUL TERMIC

2.1 Dimensionare termica

Calculul coeficientului global de izolare termica se face pentru parter, etaj1, etaj2 ce are ca destinatie spatiu de locuit.

Conform C_107/1-97 aceasta verificare se face cu ajutorul urmatoarei relatii:

unde: GN - coeficientul global normat de izolare termica [w/m²k]

G - coeficient de izolare termica [w/m²k]

A.    Determinarea caracteristicilor geometrice ale cladirii

Aria placii pe sol si a planseului superior, peste etaj

A₁= A₂= 28,15 x 11,00=309,65 m²

Perimetrul spatiului de locuit

P= 79,2 m

Inaltimi ale nivelelor

H₁ = H₂ = H_P = 3,70 m

Aria tamplariei exterioare

A₃ = 2,55 x 7,575 + 2,55 x 5,9 + 1,35 x 1,5 + 1,35 x 2,625 +

2 x 1,35 x 5,0 + 8 x 0,75 x 0,60 + 0,75 x 1,2 +2,25 x 1,05 +

5 x 2,25 x 1,8 = 80,54 m²

Aria peretilor exteriori

A₄ = P x H - A₃ = 788,28 m²

H=3 x 3,70 - h_pl = 10,97 m

Aria anvelopei

A = A₁ x 2 + A₃ + A₄

A = 309,65 x 2 + 80,54 + 788,28 = 1488,12 m²

Volumul interior incalzit al cladirii

V = A₁ x H = 309,65 x 10,97 = 3396,86 m³

B. Determinarea rezistentelor termice specifice unidirectionale

R - rezistenta termica specifica unidirectionala [m²k/W]

, - rezistenta termica superficiala interioara, respectiv exterioara [m²k/W]

= ; =

α_i - coeficient de transfer termic prin suprafata, la interior;

α_e - coeficient de transfer termic prin suprafata la exterior;

(α_i = 8; α_e = 24 pentru elemente aflate in contact cu exteriorul)

R_si=0,125 m²k/W ; R_se=0,042 m²k/W

d - grosimea stratului omogen [m]

- conductivitatea termica de calcul [w/mk]

B₁) Pereti exteriori

1. tencuiala interioara;

2. zidarie b.c.a.

3. termoizolatie din polistiren extrudat

4. tencuiala exterioara;

R=0,125+0,644++0,042 R_nec=2,5 m²k/W

m alegem grosimea de 10 cm

R_ef=4,51 m²k/W > R_nec

B₂) Planseu terasa

R=0,167+0,04+0,011+0,063+0,032+0,363+0,032+ R_nec=4,5 m²k/W

x = 0,148 m alegem grosimea de 15 cm

R_ef=4,60 m²k/W > R_nec

C. Determinarea rezistentei termice specifice corectate

Se utilizeaza metoda coeficientilor specifici liniari si punctuali de transfer termic; calculul se face pentru elemente de constructii cu punti termice, a peretilor exteriori cat si planseu peste ultimul nivel.

C₁) Detalii constructive

Rosturi verticale

Punti verticale - colt

L=54,95

k

Punti verticale - curent

L=98,73 m

Rosturi orizontale

Imbinare atic

L= 79,2 m ;

; ;

Punti orizontale - curente

-cu balcon : ; ;

L= 9,68 m

-fara balcon : ; ;

L= 148,72 m

- Contur tamplarie

L = (1,50 + 1,20 + 1,45 +7.575 + 5,9 + 1,5 + 2,625 + 2x5 + 8x0,6

+ 1,2 + 1,05 + 5x1,8) x 3 = 143,4 m

C ) Calculul rezistentei termice specifice corectate

R' - rezistenta termica specifica corectata a unui element de constructiie [];

U' - coeficient de transfer termic unidirectional corectat al unui element de

constructie [];

- coeficiet liniar de transfer termic [];

- coeficient punctual de transfer termic [w/k];

A - aria aferenta elementului de constructiie respectiv [m²];

Deoarece termenul este foarte mic acesta se poate neglija.

- Pereti exteriori

- Planseu terasa

2.2 Calculul coeficientului global de izolare termica

V - volumul incalzit al cladirii[m²k/w];

A - aria suprafetei elementului de constructie[m²];

- factor de corectie a diferentei de temperatura;

=1 - pereti exteriori

=1 - planseu terasa

=1 - tamplarie exterioara

R' - rezistenta termica specifica corectata;

n - viteza de ventilare naturala a cladirii [h^-1]

Conform C_107/1-97 (anexa1) n = 0,7h^-1

=

Determinarea coeficientului global normat de izolare termica

N=3

Conform C_107/1-97 (anexa 2) GN = 0,61 > G= 0,380

3.Comportarea elementelor de constructii la difuzia

vaporilor de apa C_{107/6-97-02-2002})

Verificarea la condens in structurile elementelor exterioare se efectueaza in scopul cunoasterii gradului de umiditate al acestora pe durata unui an.

A. Verificarea la condens a peretilor exteriori

Constructie amplasata in Iasi, coform C_107/3-97 zona III climatica:

Te = -18 C Ti = +20 C

Ψ_e = 85% Ψ_i = 60%

Te - temperatura exterioara de calculat pentru perioada de iarna [⁰C]

Ψ_e - umiditatea relativa de calcul a aerului exterior pe perioada de iarna [%]

Ti - temperatura interioara de calcul [⁰C]

Ψ_i - umiditatea relativa a aerului interior

1) Verificarea la condens pe suprafata interioara a peretelui exterior

Conditia de evitare a condensului se asigura daca este verificata relatia:

Ts_i > θ_r

unde : Ts_i - temperatura pe suprafata interioara a peretelui [⁰C]

θ_r - temperatura de roua [⁰C]

C_107/3-97 (anexa B)

θ_r = 12⁰C

Tsi = Ti - = 20 - θ_r = 12⁰C

2) Verificarea la condens in interiorul peretelui exterior

Calculul la condens in regim stationar presupune determinarea curbei temperaturilor, stabilirea curbei elasticitatilor (presiunilor partiale) vaporilor de apa in elementul de constructie si a curbei presiunilor de saturatie de apa pentru conditiile : Ti - const.,

Te - const., - const. - const.

Pentru evitarea condensului, este necesar ca in orice sectiune a elementului de constructie sa fie indeplinita inegalitatea:

Pv_x < Ps

Unde: Ps - valorile presiunilor de saturatie ale vaporilor de apa corespunzatoare T_i, Ts_i, Ts_e, T_e, T_im in elementul de constructie [N/m²]

Pv_x - caderea presiunilor partiale ale vaporilor de apa in stratul x [N/m²]

a) Stabilirea variatiei temperaturii in structura elementului considerand T_e = -18⁰C si T_i = 20⁰C

Tj = Ti -

Tj - temperatura la fata exterioara a stratului j [⁰C]

Ti - temperatura interioara de calcul [⁰C]

Te - temperatura exterioara de calcul [⁰C]

R - rezistenta termica specifica unidirectionala a unui element de constructie []

- suma rezistentelor termice specifice ale straturilor 1 pana la j

- rezistenta termica superficiala interioara []

Tsi = 20 -

T₁ = 20 -

T₂ = 20 -

T₃ = 20 -

Tse = 20 -

b) Determinarea presiunilor de saturatie al vaporilor in functie de temperatura

Conform C_107/3-97 (anexa C)

Ts_i = 20⁰C Ps_i = 2340 Pa [N/m²]

T₁ = 18,8⁰C Ps₁ = 2172 Pa [N/m²]

T₂ = 13,8⁰C Ps₂ = 1578 Pa [N/m²]

T₃ = -7,26⁰C Ps₃ = 335 Pa [N/m²]

Ts_e = -7,53⁰C Ps_e = 323 Pa [N/m²]

c) Determinarea presiunilor partiale ale vaporilor

P_vi=

P_ve=

d) Rezistenta la permeabilitate a vaporilor de apa

Rv_i = μ_i x d_i x M M = 54 x 10⁸ (s^-1)

mortar de ciment - μ = 7,1 λ = 0,93

zidarie BCA (GB50) - μ = 4,2 λ = 0,04

polistiren extrudat - μ = 30 λ = 0,04

mortar - μ = 7,1 λ = 0,93

Rv_I = 7,1 x 0,02 x 54 x 10⁸ = 7,67x 10⁸ m/s

Rv_II = 4,2 x 0,2 x 54 x 10⁸ = 45,36x 10⁸ m/s

Rv_III = 30 x 0,1 x 54 x 10⁸ = 162x 10⁸ m/s

Rv_IV = 7,1 x 0,03 x 54 x 10⁸ = 11,5x 10⁸ m/s

Deoarece graficul presiunii partiale nu intersecteaza diagrama presiunilor de saturatie, rezulta ca nu exista posibilitatea acumularii progresive de apa, de la an la an, in structura elementului ca urmare a fenomenului de condens, rezulta nu este necesara verificarea la acumularea progresiva a apei in interiorul structurii.

B. Verificarea la condens a planseului terasa

1) Verificarea la condens pe suprafata interioara a terasei

Conditia de evitare a condensului se asigura daca este verificata relatia:

Ts_i > θ_r

Tsi = Ti - = 20 - θ_r = 12⁰C

2) Verificarea la condens in interiorul peretelui exterior

a) Stabilirea variatiei temperaturii in structura elementului considerand

Tj = Ti -

Tsi = 20 -

T₁ = 20 -

T₂ = 20 -

T₃ = 20 -

T₄ = 20 -

T₅ = 20 -

Tse = 20 -

b) Determinarea presiunilor de saturatie al vaporilor in functie de temperatura

Conform C_107/3-97 (anexa C)

Ts_i = 18,97⁰C Ps_i = 2197,8 Pa [N/m²]

T₁ = 18,88⁰C Ps₁ = 2174,6 Pa [N/m²]

T₂ = 13,26⁰C Ps₂ = 2095,2 Pa [N/m²]

T₃ = 17,99⁰C Ps₃ = 2065 Pa [N/m²]

T₄ = 14,99⁰C Ps₄ = 1706 Pa [N/m²]

T₅ = -15,98⁰C Ps₅ = 150 Pa [N/m²]

Ts_e = -16,26⁰C Ps_e = 148,6 Pa [N/m²]

c) Determinarea presiunilor partiale ale vaporilor

P_vi=

P_ve=

d) Rezistenta la permeabilitate a vaporilor de apa

C_107/3-97 (anexa A)

mortar de ciment - μ = 7,1 λ = 0,93

beton armat - μ = 21,3 λ = 1,74

zidarie BCA (GBN-T) - μ = 3,5 λ = 0,22

polistiren extrudat - μ = 30 λ = 0,04

Rv_I = 7,1 x 0,02 x 54 x 10⁸ = 3,834 x 10⁸ m/s

Rv_II = 21,3 x 0,13 x 54 x 10⁸ = 149,53x 10⁸ m/s

Rv_III = 7,1 x 0,03 x 54 x 10⁸ = 11,5x 10⁸ m/s

Rv_IV = 3,5 x 0,08 x 54 x 10⁸ = 15,12x 10⁸ m/s

Rv_V = 30 x 0,15 x 54 x 10⁸ = 243 x 10⁸ m/s

Rv_VI = 7,1 x 0,03 x 54 x 10⁸ = 11,5x 10⁸ m/s

Deoarece graficul presiunii partiale nu intersecteaza diagrama presiunilor de saturatie, rezulta ca nu exista posibilitatea acumularii progresive de apa, de la an la an, in structura elementului ca urmare a fenomenului de condens, rezulta nu este necesara verificarea la acumularea progresiva a apei in interiorul structurii.