In actualitate, consumul de energie in constructii

Importanta energiei, ca trasatura de baza a societatii, s-a accentuat dupa embargoul petrolului din 1973. Acesta a declansat o criza energetica mondiala, moment esential pentru cautarea unor metode de economisire a energiei. A fost contextul care a determinat aparitia si in domeniul constructiilor a unor studii cu privire la consumul de energie si la metodele de economisire a acesteia.

Si asta deoarece din totalul de energie primara, consumul de energie in con­structii reprezinta aproximativ 40% iar in transporturi 20%. 

Energia in constructii poate fi defalcata in consumul initial, necesar executiei cladirilor, si in consumul din perioada de exploatare.

Consumul initial de energie se compune din:

• energia utilizata in industria materialelor de con­structii;
• energia unor materiale de constructii stabile (bitum lemn);
• energia necesara extragerii unor materiale (agre­gate);
• energia consumata pentru transportul materialelor si prefabricatelor;
• energia folosita in procesele tehnologice si cea consumata pentru executia cladirilor pe timp friguros.

Exemple de consum al energiei primare la materialele de constructii: pietris – 9,2 kg.c.c./m3; ciment – 225 kg.c.c./t; ipsos – 96 kg.c.c./t; bitum -1.750 kg.c.c./t; beton – 90 kg.c.c./m3 (monolit) si 165 kg.c.c./m3 prefabricat; otel beton – 1.500 kg.c.c./t; zidarie de caramida – 165-180 kg.c.c./m3; zidarie b.c.a. – 70-75 kg.c.c./m3.

Consumul de energie primara in perioada de exploatare a locuintelor se compune din:

• incalzirea spatiilor din locuinte (65%);
• incalzirea apei (15%);
• iluminarea si aparatura casnica (15%);
• aparatura bucatariei (5%).

S-a constatat ca energia consumata in timpul exploatarii unei cladiri reprezinta aproximativ 80% din energia totala, incalzirea spatiilor fiind componenta cea mai importanta.

Masuri pentru reducerea consumului de energie in constructii

Micsorarea consumului de energie in constructii tre­buie realizata in concordanta cu satisfacerea conditiilor de confort higrotermic. Printre caile ce se impun pentru reducerea energiei primare initiale si a celei de exploatare se numara:

• restrangerea utilizarii materialelor energo-intensive;
• dezvoltarea tehnologiilor de valorificare a resur­selor energetice neconventionale (energia solara, eoli­ana, geotermala);
• micsorarea pierderilor de caldura la cladiri (fig. 1 si 2).

La cladirile de locuit, pierderile de caldura pot fi reduse prin:

• optimizarea suprafetei vitrate, stiind ca rezistenta termica a peretelui opac este de aproximativ doua ori mai mare decat a suprafetei vitrate;
• folosirea ferestrelor cu rezistenta termica si etansare imbunatatita, alcatuita dintr-un numar marit de straturi de sticla si garnituri de etansare eficiente;
• micsorarea lungimii rosturilor, prin care se infil­treaza un volum prea mare de aer;
• cresterea izolarii termice a peretilor exteriori si acoperisului (anvelopa cladirii);
• micsorarea lungimii puntilor termice in cadrul anvelopei cladirii.

Grosimea izolatiei termice, pozata la exterior, rezulta dintr-un calcul de amortizare a valorii acesteia, din mic­sorarea consumului de combustibil utilizat la incalzire in timpul exploatarii cladirii.

Orientarea cladirilor va influenta si ea confortul termic. De exemplu, ferestrele dispuse spre sud vor acumula (in timpul verii) mai multa energie decat vor pierde in anotim­pul rece. Orientarea spre nord a ferestrei conduce la pierderi de caldura, chiar daca se tripleaza foile de sticla. In studiul pierderilor de caldura trebuie analizate forma si marimea ferestrelor.

In vederea economisirii combustibilului utilizat la ardere, pentru incalzirea cladirilor, se vor lua urma­toarele masuri:

• utilizarea centralelor cu randament marit, cu un control riguros al functionarii, cu functionare automata si posibilitati de reglare a temperaturii in functie de utilizarea spatiilor de locuit; izolarea conductelor;
• reglajul sistemului de incalzire: necesarul de cal­dura din interiorul incaperilor este direct proportional cu diferenta dintre temperatura aerului interior si exterior; pentru o schimbare a temperaturii aerului interior cu 1°C trebuie un spor de caldura de 5% din valoarea totala; in unele incaperi ale cladirii, din cauza orientarii sau directiei vanturilor dominante reci, putem avea diferente de tem­peratura de 4°C – 8°C;
• reducerea nivelului ventilatiei in exces, din cauza neetanseitatii usilor si a ferestrelor;
• consumul rational de apa calda;
• izolarea termica suplimentara (pozata la exteriorul cladirii) a anvelopei cladirii.

La cladirile noi economia de energie se poate realiza inca din faza de conceptie, prin izolare termica suplimentara, iar la cladirile existente, prin reabilitare termica.

In cazul reabilitarii termice a cladirilor existente se va face un bilant termic, inainte si dupa izolarea supli­men­ta­ra termica.

In cadrul ventilatiei naturale, la cladirea izolata supli­mentar termic, pierderile de caldura se modifica cu 11%.

In figura 1 sunt prezentate pierderile de caldura ale unei cladiri, prin elementele de constructie ale anvelopei si prin instalatiile de ventilatie. Prezentarea se refera la situatia dinainte si dupa izolarea termica suplimentara. In cadrul anvelopei, la peretii exteriori (portiunile opace si vitrate), pierderile se pot micsora cu 4%, iar la planseul peste subsol cu 2%.

In figura 2 se prezinta aportul de energie pentru incalzirea unei cladiri (insuficient izolata termic) si emanatiile de noxe din arderea combustibilului. In cazul cladirii izolate termic suplimentar se va obtine o crestere a caldurii interioare cu 5% si a efectului energiei solare cu 3%, iar consumul de combustibil va scadea cu 8%. Se constata o scadere a cantitatii de emanatii nocive (C0₂, CO, SO₂, NO), datorita micsorarii cantitatii de combustibil ars.

Utilizarea gazului metan in locul carbunelui reduce la jumatate emanatiile de CO₂ la fiecare kWh.

In figura 3 se prezinta poluarea cu emanatii de CO₂ (in kg/kWh), in cazul diferitilor combustibili utilizati pentru incalzire. Se observa ca diferenta poluarii intre carbune si gaz metan este de la simplu la dublu, iar intre carbune si motorina, de 50%.

Izolarea termica a ferestrelor este necesara datorita ponderii semnificative a suprafetei acestora, raportata la suprafata totala a anvelopei. Utilizarea, ca strat interme­diar intre foile de sticla, a aerului sau argonului, numarul variabil de foi de sticla si diversele sisteme de etansare conduc la o scadere a coeficientului de conductibilitate termica cu 10% pana la 90%. Micsorarea puntilor termice, prin izolatii termice suplimentare la anvelopa (acoperis, pereti exteriori, planseu peste subsol), conduce, de asemenea, la o marire a rezistentei termice globale.

Alcatuirea rationala a detaliilor (nisele caloriferelor, cutia pentru rularea jaluzelelor) poate conduce la micsorarea puntilor termice.

In figura 4 se prezinta o sectiune transversala printr-o cladire insuficient izolata termic si una izolata suplimentar termic. Din aceasta prezentare comparativa se observa micsorarea coeficientului de transmisie termica a caldurii cu 50%.

Autor:
prof. univ. dr. Alexandru CIORNEI 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 125 – mai 2016, pag. 50