Proprietatile termofizice ale produselor de constructie in contextul viitorului eficientei energetice a cladirilor (II)

(continuare din numarul 212, aprilie 2024)

 

Cerinte progresiv mai stricte privind rezistenta termica a elementelor de anvelopa a cladirilor

 

In prezent, versiunea consolidata a Directivei privind performanta energetica a cladirilor (EPBD) stabileste cerinte-cheie pentru imbunatatirea eficientei energetice in cladirile din statele membre ale Uniunii Europene, impunand stabilirea unor standarde minime de performanta energetica pentru cladirile noi si pentru acele cladiri existente care sunt supuse renovarilor majore. Directiva introduce, de asemenea, necesitatea certificatelor de performanta energetica si recomanda utilizarea pasaportului energetic al cladirii, pentru planificarea etapizata a renovarilor aprofundate, acele renovari care reduc atat consumul de energie livrata, cat si pe cel final al unei cladiri, cu un procent semnificativ fata de nivelul inregistrat inainte de renovare, ceea ce conduce la performante energetice foarte ridicate (o reducere de peste 60% a consumului specific de energie) [MO 1247, 2020]. In plus, EPBD promoveaza integrarea surselor de energie regenerabila in cladiri si adoptarea tehnologiilor inteligente, definind un cadru general pentru evaluarea gradului de pregatire a cladirilor pentru solutii inteligente.

 

Cercetarile efectuate de Ardente [Ardente et al., 2011] au evidentiat beneficiile semnificative ale economiei de energie obtinute prin imbunatatirea izolatiei termice, a iluminatului si a elementelor vitrate de anvelopa a cladirilor. Studiile realizate de Basarir si colaboratorii sai [Basarir et al., 2016] asupra modernizarii cladirilor scolare in vederea eficientizarii energetice a acestor cladiri au demonstrat ca interventiile de modernizare pot reduce costurile anuale cu necesarul de energie cu aproximativ o treime, rezultatele fiind prezentate grafic in fig. 2.1. Investigatiile realizate de Farmer [Farmer et al., 2016] asupra solutiilor disponibile pentru provocarile modernizarii au identificat ca o atentie meticuloasa in proiectare, specificatii si instalare poate conduce la reduceri semnificative ale coeficientului de transmitanta termica corectata (valori U’), diminuand astfel considerabil necesarul de incalzire si, in consecinta, emisiile de CO₂. Studiul realizat de Attia [Attia et al., 2009] asupra impactului modernizarii la nivel comunitar pentru eficientizarea consumului de energie intr-un cartier urban cu venituri medii din Cairo a relevat ca modernizarea structurii cladirii, alaturi de implementarea unei protectii solare eficiente, a unei inertii termice superioare si a strategiilor hibride de ventilare, ar putea rezulta intr-o scadere de 83% a cerintei de energie electrica.

 

Imbunatatirea performantei energetice a cladirilor prin impunerea unor cerinte mai stricte privind rezistenta termica a elementelor de anvelopa este o directie fundamentala pentru a raspunde provocarilor legate de eficienta energetica, reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera si imbunatatirea confortului termic in cladiri. Aceasta presupune adoptarea unor standarde si regulamente care sa defineasca valori minime pentru rezistenta termica a peretilor, acoperisurilor, ferestrelor si altor componente ale anvelopei cladirii, cu scopul de a minimiza pierderile de caldura si a optimiza consumul de energie pentru incalzire si racire.

Integrarea acestor directive in legislatia nationala UE reprezinta un angajament ferm pentru reducerea impactului sectorului constructiilor asupra mediului, intensificarea securitatii energetice si promovarea cresterii economice prin economii de energie si inovatie. Cadrul legislativ nu doar ca stabileste standarde de performanta, ci si stimuleaza investitiile in tehnologii eficiente energetic, incurajeaza renovarea fondului existent de cladiri si sprijina dezvoltarea competentelor ecologice in sectorul constructiilor. Reducerea consumului de energie pentru incalzire si racire nu doar diminueaza emisiile de gaze cu efect de sera, ci si genereaza economii substantiale de costuri pe durata de viata a cladirilor. Astfel, cerintele mai stricte de rezistenta termica le ofera beneficii economice proprietarilor si ocupantilor cladirilor. Cu cresterea costurilor energiei, economiile rezultate din consumul redus devin si mai importante, oferind un stimulent puternic pentru adoptarea acestor standarde imbunatatite.

Dezvoltarea de noi materiale si tehnologii de constructie permite atingerea unor niveluri superioare de rezistenta termica fara a compromite designul sau functionalitatea cladirii. Inovatii precum materialele izolatoare de inalta performanta, tehnicile de construire care elimina puntile termice si solutiile avansate de vitrare le permit arhitectilor si constructorilor sa indeplineasca si chiar sa depaseasca aceste cerinte stricte.

 

Politicile guvernamentale, inclusiv stimulentele pentru cladiri eficiente energetic si penalizarile pentru nerespectarea normelor, incurajeaza adoptarea standardelor stricte de rezistenta termica. In plus, exista o cerere de piata in crestere pentru cladiri durabile si eficiente din punct de vedere energetic. Constientizarea crescanda, de catre consumatori, a beneficiilor cladirilor eficiente energetic – inclusiv facturi reduse la energie, confort imbunatatit si impact ambiental minim – stimuleaza industria sa prioritizeze utilizarea in proiectarea cladirilor a unor elemente de constructie cu rezistenta termica crescuta.

 

Metodologia de calcul a performantei energetice a cladirilor, indicativ Mc 001-2022, impune o serie de cerinte mai stricte fata de Mc 001-2006, adaptate pentru gradul de izolare termica a cladirilor rezidentiale nZEB (nearly Zero-Energy Buildings ‒ cladiri cu consum aproape zero de energie), care au devenit obligatorii incepand cu 1 ianuarie 2021, cu valorile rezistentelor termice minime si, respectiv, a transmitantelor termice maxime prezentate in Tabelul 2.1.

 

Tabel 2.1: Valori de referinta ale rezistentelor termice / transmitantelor termice corectate, pentru cladiri rezidentiale nZEB (Sursa: Mc 001-2022)

ELEMENT DE ANVELOPA	R’min [m2K/W]	U’max [W/m2K]
Pereti exteriori (exclusiv suprafetele vitrate, inclusiv peretii adiacenti rosturilor deschise)	4,00 1)	0,25
Tamplarie exterioara (ferestre si ferestre de mansarda)	0,90 2,3)	1,11
Tamplarie exterioara (usi cu actionare manuala)	0,77 2,3)	1,30
Tamplarie exterioara (luminatoare verticale)	0,83 2,3)	1,20
Plansee peste ultimul nivel, sub terase sau poduri	6,67 1)	0,15
Plansee peste subsoluri neincalzite si pivnite	3,40 1)	0,29
Pereti adiacenti rosturilor inchise	1,50 1)	0,67
Plansee care delimiteaza cladirea la partea inferioara, de exterior (la bowindouri, ganguri de trecere s. a.)	5,00 1)	0,20
Placi pe sol (peste cota terenului sistematizat – CTS)	5,00 1)	0,20
Placi la partea inferioara a demisolurilor sau a subsolurilor incalzite (sub CTS)	5,30 1)	0,19
Pereti exteriori, sub CTS, la demisolurile sau la subsolurile incalzite	3,40 1)	0,29

Observatii:

¹⁾Pentru elementele de constructie opace ale anvelopei, rezistenta termica poate fi redusa in situatii in care aplicarea termoizolatiei este limitata de constrangeri tehnico-economice justificate, asa cum se specifica in raportul de conformare nZEB. Aceasta este aplicabila, de exemplu, la calcanele invecinate ale cladirilor, fie ca sunt separate sau nu printr-un rost, sau in cazul fatadelor cu valoare arhitecturala deosebita.

²⁾Implementarea masurilor pentru asigurarea unei ventilari adecvate a cladirii este obligatorie (de exemplu, adoptarea unui concept de ventilare care poate include grile higroreglabile pentru asigurarea necesarului de aer proaspat). De asemenea, este obligatorie reducerea puntilor termice generate de tamplarie, prin montarea acesteia cat mai aproape de fata exterioara a peretilor exteriori.

³⁾Valorile R’_min si U’_max recomandate in tabel se determina in conformitate cu prevederile standardelor de produs aplicabile. Se presupune ca elementele de anvelopa sunt montate in pozitie verticala. Aceste valori nu se aplica pentru usi culisante automate, usi culisante telescopice, usi cu functie break-out, usi circulare, usi semicirculare si usi rotative. Valorile sunt relevante pentru tamplaria instalata, fie ca este echipata sau nu cu dispozitive de protectie solara si reprezinta o valoare medie pentru toate elementele de anvelopa de acelasi tip.

 

Valorile prezentate in Tabelul 2.1 reprezinta o schimbare semnificativa fata de valorile minime anterioare, impuse cladirilor rezidentiale prin ordinul nr. 2641/2017, respectiv:

• Pereti exteriori (exclusiv suprafetele vitrate, inclusiv peretii adiacenti rosturilor deschise): R’_min de 4 m²K/W, fata de 1,8 m²K/W anterior, ceea ce indica o crestere exceptionala a izolarii necesare pentru peretii exteriori. Aceasta este fezabila din punct de vedere tehnico-financiar in conditiile actuale;
• Tamplarie exterioara (ferestre si ferestre de mansarda): 0,9 m²K/W, o imbunatatire semnificativa fata de 0,77 m²K/W anterior;
• Tamplarie exterioara (usi cu actionare manuala): 0,77 m²K/W, neschimbat fata de cerintele anterioare;
• Tamplarie exterioara (luminatoare verticale): 0,83 m²K/W, o noua cerinta care nu era prevazuta pana in acest moment, anterior neexistand aceasta diferentiere;
• Plansee peste ultimul nivel, sub terase sau poduri: 6,67 m²K/W, o crestere semnificativa fata de 5 m²K/W anterior;
• Plansee peste subsoluri neincalzite si pivnite: 3,4 m²K/W, in crestere fata de 2,9 m²K/W anterior;
• Pereti adiacenti rosturilor inchise: 1,5 m²K/W, o crestere fata de 1,1 m²K/W anterior;
• Plansee care delimiteaza cladirea la partea inferioara, de exterior (la bowindouri, ganguri de trecere etc.): 5 m²K/W, o crestere fata de 4,5 m²K/W anterior;
• Placi pe sol (peste cota terenului sistematizat – CTS): 5 m²K/W, o crestere fata de 4,5 m²K/W anterior;
• Placi la partea inferioara a demisolurilor sau a subsolurilor incalzite (sub CTS): 5,3 m²K/W, o crestere fata de 4,8 m²K/W anterior;
• Pereti exteriori, sub CTS, la demisolurile sau la subsolurile incalzite: 3,4 m²K/W, o crestere fata de 2,9 m²K/W anterior.

 

(Nota: Referitor la luminatoare verticale, acestea nefiind specificate distinct anterior, autorii au considerat ca referinta valoarea comuna pentru elemente de tamplarie exterioara)

Aceasta evolutie a cerintelor pentru anvelopa cladirilor, reprezentata grafic in fig. 2.2, este in concordanta si cu scenariul Romania Neutra [PwC, 2023] conform caruia Romania isi propune sa devina neutra din punct de vedere climatic in 2050, urmarind o reducere a emisiilor nete cu 99% in 2050, comparativ cu nivelul din 1990. Asa cum este prezentat in fig. 2.3, Romania a inceput deja procesul de decarbonizare, reducand emisiile cu 62% in 2019 fata de nivelul din 1990. Cu toate acestea, sunt necesare eforturi suplimentare pentru atingerea neutralitatii climatice in 2050. Este necesara, in primul rand, atingerea jalonului din 2030: o reducere de 78% a emisiilor nete comparativ cu nivelul din 1990. Atingerea tintelor este posibila doar prin punerea in aplicare a politicilor si masurilor adecvate pentru fiecare sector. Referitor la sectorul constructiilor, se observa ca este necesara mai intai stoparea tendintei de crestere a emisiilor, urmata de initierea si implementarea procesului de diminuare a acestora.

Cresterea emisiilor din sectorul constructiilor ‒ pana in 2019 ‒ cu 9% fata de nivelul din 1990 (fig. 2.4) poate fi atribuita in principal expansiunii urbane si a numarului de cladiri, precum si cresterii cerintelor de confort termic care au condus la o utilizare mai intensa a energiei pentru incalzire si racire. Prognoza sugereaza ca tendinta ascendenta a emisiilor va persista pana in 2025, determinata de dinamica actuala a dezvoltarii urbane si de standardele de izolare termica care inca nu sunt la un nivel optim. Totusi, studiul anticipeaza ca din 2025 va avea loc o inversare a tendintei, cand masurile de eficienta energetica vor incepe sa se materializeze la scara larga [PwC, 2023]. Renovarile orientate catre imbunatatirea izolarii termice a cladirilor vechi, desi implicate initial in producerea unor emisii, sunt proiectate sa contribuie in cele din urma la o scadere semnificativa a emisiilor in exploatarea cladirilor. Investitia initiala si emisiile asociate acestor imbunatatiri sunt recunoscute ca fiind necesare pentru atingerea unor beneficii pe termen lung.

Similar, instalarea de panouri solare pentru prepararea apei calde sau pentru producerea de energie fotovoltaica (PV) implica un consum initial de energie si degajari de echivalent CO₂ in faza de productie. Cu toate acestea, pe parcursul duratei lor de viata, se preconizeaza ca aceste tehnologii nu doar ca isi recupereaza costurile energetice si de emisii, ci contribuie substantial la un mediu mai curat, generand energie regenerabila care inlocuieste sursele traditionale poluante. Pe durata de exploatare, panourile solare si cele PV diminueaza nevoia de a arde combustibili fosili, avand un impact net pozitiv asupra mediului.

Strategii precum acestea, impreuna cu inovatii tehnologice in materialele de constructii si utilizarea surselor regenerabile de energie, vor contribui semnificativ la reducerea emisiilor. Se estimeaza ca in 2050 emisiile din sectorul cladirilor vor fi cu 78% mai mici comparativ cu 1990, reflectand angajamentul Romaniei de a atinge obiectivele de neutralitate climatica si de a alinia sectorul constructiilor la cerintele ecologice ale vremurilor. Aceasta transformare va necesita investitii semnificative, politici sustenabile si o schimbare de paradigma in industria constructiilor, punand accent pe durabilitate si responsabilitate ecologica.

 

BIBLIOGRAFIE

[1] Ardente, F., Beccali, M., Cellura, M., & Mistretta, M. (2011). Energy and environmental benefits in public buildings as a result of retrofit actions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 460-470;

[2] Attia, S., & De Herde, A. Impact and potential of community scale low-energy retrofit: case study in Cairo,(2009);

[3] Basarir, B., Diri, B. S., & Diri, C. (2012). Energy efficient retrofit methods at the building envelopes of the school buildings. Retrieved, 10(12), 2016;

[4] El-Darwish, I., & Gomaa, M. (2017). Retrofitting strategy for building envelopes to achieve energy efficiency. Alexandria engineering journal, 56(4), 579-589;

[5] Farmer, D., Gorse, C., Miles-Shenton, D., Brooke-Peat, M., & Cuttle, C. (2016). Off-the-shelf solutions to the retrofit challenge: thermal performance. In Sustainable Ecological Engineering Design: Selected Proceedings from the International Conference of Sustainable Ecological Engineering Design for Society (SEEDS) (pp. 73-93). Springer International Publishing;

[6] Guvernul Romaniei. (2020, 27 noiembrie). Strategia nationala de renovare pe termen lung pentru sprijinirea renovarii parcului national de cladiri rezidentiale si nerezidentiale, atat publice, cat si private, si transformarea sa treptata intr-un parc imobiliar cu un nivel ridicat de eficienta energetica si decarbonat pana in 2050. Monitorul Oficial nr. 1.247 bis. Disponibil online https://legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocumentAfis/236612 (accesat la 8.03.2024)

[7] PricewaterhouseCoopers Management Consultants SRL (PwC) (2023), Strategia pe termen lung a Romaniei pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera;

[8] Mc 001-2006, Metodologie de calcul al performantei energetice a cladirilor, indicativ Mc 001-2006 ‒https://www.mdlpa.ro/userfiles/reglementari/Domeniul_XXVII/27_11_MC_001_1_2_3_2006.pdf (accesat pe 8.03.2024);

[9] Mc 001-2022, Metodologie de calcul al performantei energetice a cladirilor, indicativ Mc 001-2022 ‒ https://www.mdlpa.ro/uploads/articole/attachments/63d8dccfe6ae8244797864.pdf (accesat pe 09.01.2024).

 

(va urma)

 

Autor:

dr. ing. Cristian PETCU – CS II, INCD URBAN-INCERC, Sucursala INCERC Bucuresti

 

 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 213 – mai 2024, pag. 56-59

 

 

---

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!

---