«

»

Eficientizarea protectiei termice estivale la acoperisuri

Share

In prezent, atunci cand specia­listii fac proiectarea cladirilor, trebuie sa tina seama de noile conditii si de perspectiva evolutiei lor, ca urmare a modificarilor climatice la care suntem nevoiti sa ne adaptam.

In ultima vreme se constata ca incalzirea globala se manifesta prin cresteri progresive mici ale tempe­raturii medii anuale pe intreaga planeta, efectele cele mai pronuntate fiind in emisfera nordica, dar si prin variatii mari, neobisnuite, cu episoade de ger intens iarna si de canicula vara in alte teritorii.

Cu ceva timp in urma, un periodic anunta sub titlul „Pamantul fierbe sub soare in 2010“: potrivit masuratorilor, in luna iunie s-a inregistrat un record de caldura, iar temperatura medie din aprilie-iunie a avut cea mai mare valoare pana in prezent. Aprecierile sunt conform masuratorilor Agentiei Oceanice a Atmosferei din SUA /1/.

Daca s-ar fi tinut seama si de luna iulie, cand toata Europa a devenit un cuptor si mai fierbinte, rezultatul ar fi fost chiar mai impresionant.

 

In contextul cresterii suprafetelor de locuit in mansarde si tinand seama ca ultimul nivel al cladirilor etajate este, intotdeauna, caracterizat prin valori maxime ale raportului A/V (dintre suprafata anvelopei si volumul de spatiu util), in cadrul tezei de doctorat /2/ au fost studiate solutii constructive noi de eficientizare a protectiei termice la acoperisuri, prin:

• crearea unei paturi de aer ventilat;

• folosirea unui strat termoreflectant.

Ambele straturi sunt dispuse sub invelitoare, peste izolatia termica.

Studiul a avut in vedere si situatia defavorabila din zona de litoral, unde marea face ca, in timpul noptii, temperatura aerului sa scada mai putin decat in alte locuri din Romania, motiv pentru care ventilarea nocturna, prin ferestre, este prea putin eficienta. Oricum, pe tot intinsul tarii, locatarii se vad nevoiti sa utilizeze, aproape permanent, aparatele de racire, care au un consum semnificativ de energie electrica si pot cauza chiar imbolnaviri.

In general, proble­ma consumului de energie pe timp de vara este, inca, destul de putin considerata in prescriptiile tehnice, cu toate ca verile trecute, in cateva tari industrializate, au avut loc dereglari ale retelelor nationale de electricitate din cauza consumului majorat.

 

Bazele proiectarii higrotermice

Acoperisurile separa mediul exterior, cu temperatura si umiditate variabile, de cel interior, unde trebuie mentinute conditii higrotermice de igiena si confort. De aici, decurg doua tendinte opuse pentru anotimpul rece si cel cald.

Este de retinut ca sagetile mari indica atat deplasarile caldurii cat si pe cea a vaporilor de apa, care au loc impreuna in ambele cazuri, atat iarna cat si vara.

Iarna, caldura si vaporii de apa se transfera de la interiorul cladirii spre exteriorul ei. Aceasta situatie este considerata de prescriptiile tehnice, cu scopul de a limita consumul de caldura si de a evita fenomene de condens. In acest sens, o masura specifica este dispunerea barierei de vapori asezata aproape de suprafata interioara calda a anvelopei.

Vara, in zilele calde, tendintele de transfer isi schimba sensul. Gradientii de temperatura si de presiune a vaporilor de apa sunt indreptati de la exterior spre interiorul cladirii. Situatia este similara cu cele care exista in zonele tropicala, ecuatoriala si mediteraneeana.

In Romania, astfel de efecte erau, pana acum, mai putin importante, datorita climei temperate si a structurilor constructive traditionale masive care aveau o capacitate remarcabila de absorbtie si restituire a vaporilor de apa. Erau semnalate, totusi, cazuri cand sar­panta de lemn din podurile nelocuite putrezea, daca zile calde si umede surveneau brusc dupa o perioada cu temperatura exterioara mai coborata. Gasind suprafete interioare reci in pod, vaporii de apa veniti din exterior depuneau roua, umezind elementele de lemn.

O proiectare higrotermica judici­oasa trebuie sa tina seama de ambele situatii si sa diminueze necesitatea utilizarii aparatelor electrice de aer conditionat.

Alcatuirea propusa

Acoperisurile sunt elemente de constructie complexe, cu multiple functiuni. In continuare, ne referim numai la protectia termica si la umi­ditate. Teoretic, acoperisurile trebuie sa fie realizate numai cu materiale uscate, in conditii de mediu uscat si sa nu poata deveni umede din cauza unei proiectari defectuoase, a grese­lilor de executie sau ca urmare a unei exploatari necorespunzatoare.

Practic, aceste conditii ideale sunt indeplinite de multe ori doar partial, si, pentru a evita consecinte neplacute, este necesar ca, prin alcatuirea oricarui acoperis, sa se asigure ca exista, in permanenta, conditii de func­tionare buna, de exemplu de uscare.

In acest sens, in literatura de specialitate din SUA se vorbeste de „performante acceptabile“ /3/.

Nu era prevazut sub invelitoare un strat de aer ventilat natural. O anumita respiratie, utila pentru eliminarea unor posibile infiltratii de apa prin rosturile dintre tigle, era asigurata, in mod firesc, tot prin aceste rosturi si prin lucarne.

In prezent, din cauza incalzirii solare accentuate in timpul verii, care face ca invelitoarea sa devina fierbinte, este util un strat de aer dispus sub invelitoare. Aerul patrunde pe la streasina la cel mult 40 0C, se incalzeste mai mult decat aerul exterior si este evacuat pe la coama. Astfel, o buna parte din caldura solara, care face ca invelitoarea sa ajunga la cca. 80 0C, este preluata si drenata.

In teza de doctorat men­tionata s-a urmarit daca un astfel de strat, de cca. 5 cm – 10 cm, este suficient pentru a valorifica tirajul natural. Pentru acesta, s-a construit un model fizic la scara lungimilor SL = 1/10, /6/.

Folosind criteriul de similitudine Grashof si prin incercari succesive s-a constatat ca circulatia aerului apare la diferente mici de temperatura. Se prezinta ima­ginea curgerii aerului, obtinuta cu o camera IR, prin peretele transpa­rent al modelului. Se vede ca aerul se incalzeste urcand si ca, eventual, aproape de iesire, nu mai poate prelua caldura in plus.

Inca inainte de mijlocul secolului trecut, in Germania a fost creat un material de protectie termica termoreflectant, denumit ALFOL /7/. Acesta era alcatuit din foite de aluminiu paralele, netede sau gofrate, insa nu a fost folosit in constructii, fiind utilizat numai la echipamente de protectie pentru muncitorii de la turnatorii, pompieri si cosmo­nauti si, mai recent, pentru protejarea bordului vehiculelor care sunt incalzite de soare prin parbri­zele autovehiculelor.

Recent au aparut pe piata sisteme bazate pe principii similare, constituite dintr-un sandvis. Foitele de aluminiu sunt separate intre ele prin straturi subtiri, pe cat posibil transparente si avand o conductivitate termica mica (vata minerala, polietilena cu bule etc.). Rolul acestora este de a constitui distantiere, pentru a impiedica atingerea intre foitele de aluminiu si de a contribui la realizarea unei rezistente termice superioare. Fata de un material cu numai doua foite de aluminiu, acesta are avantajul ca evita pierderea capacitatii de termoreflexie, daca pe suprafetele exterioare se depune praf si ca efectul favorabil sporeste cu numarul de foite. In Franta se produc sistemele Therm’X si ACTIS.

Pachetul, astfel realizat, este foarte usor, ceea ce poate fi un dezavantaj si de aceea, trebuie utilizat impreuna cu alte straturi mai grele. In literatura de specialitate din occident exista diferente intre valorile rezistentei termice, care ar trebui considerate, pentru dimensionarea in conditiile de iarna si de vara, pro­blema fiind inca in studiu. Oricum rezistentele termice sunt destul de mari, la un consum minim de materiale, valorificandu-le pe cele prin reflexie si prin conductie.

Se prezinta propuneri de sisteme constructive care folo­sesc stratul de aer ventilat si pe cel constituit de sandvisul termoreflectant. A fost avuta in vedere preluarea si evacuarea unor eventuale infiltratii, care pot avea loc daca invelitoarea este discontinua, defectuoasa sau punctiform degradata. De asemenea, s-a considerat si necesitatea eva­cuarii vaporilor de apa, daca bariera de vapori nu este corespunzatore sau daca izolatia termica de vata minerala a fost pusa in opera in stare umeda.

 

Concluzii

Satisfacerea exigentelor de confort, igiena si eficienta energetica se impune atat pentru conditiile de iarna cat si pentru cele de vara.

Fata de solutiile traditionale, exista posibilitatea de a beneficia de efectele unui strat de aer ventilat si a unui material de tip sandvis termoreflectant, ambele fiind inglobate intre invelitoare si termoizolatie.

 

Bibliografie

1. RFI, Newsletter Romania, iunie, 2010;

2. MOCANU, A.Optimizarea alcatuirii constructive a mansardelor, teza doctorat, U.T. Iasi, 2010;

3. LSTIBUREK, J.Builder’s Guide, Building Science Corporation, Westford, MA, June, 1998;

4. NEGOITA, Al., s.a. – Constructii civile, Ed. Did. Ped., Bucuresti, 1076;

5. ANDREICA, H., s.a. – Constructii civile, U.T. Press, Cluj-Napoca, 2009;

6. RADU, A., VASILACHE, M., AVRAM, C.Adapting buildings to climate changes, Bauphysik, vol. 30, 6, 2008;

7. SCHMIDT, E. Das Alfolverfahren zur Isolierung gegen Wärme – und Kälteverluste. Actes du VII-ème Congrès Interrnational du Froid, Section 11, vol. III, 1937, pp. 139.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 69 – aprilie 2011, pag. 62

 

Autori:
prof. dr. ing. Adrian RADU,
conf. dr. ing. Maricica VASILACHE,
dr. ing. Ancuta MOCANU,

drd. arh. Codrina PURCARU – Universitatea Tehnica Gh. Asachi, Iasi



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2011/04/11/eficientizarea-protectiei-termice-estivale-la-acoperisuri/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.