Curs Civile 2

Curs Constructii civile II

Prof.Paraschiva Mizgan

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 1 1. S C A R I 1.1.Noţiuni generale Scările sunt ansambluri constructive, structurale, care asigură circulaţia pe verticală între nivelurile clădirii în procesul de exploatare curentă, respectiv între exterior (trotuar) şi parter. În clădirile cu înălţimi mari, circulaţia pe verticală se realizează suplimentar şi cu mijloace mecanice, respectiv: ascensoarele, care asigură circulaţia pe verticală a persoanelor şi mărfurilor, şi escalatoarele (scări rulante) – folosite în cazul circulaţiilor cu debit mare, frecvent întîlnite în marile magazine sau în staţiile de metrou şi pasaje subterane. În toate cazurile însă, construcţiile sunt prevăzute cu scări care asigură circulaţia pe verticală în situaţia defectării mijloacelor mecanice sau în cazul unor calamităţi care impun o evacuare rapidă a clădirii. Amplasarea scărilor se face în funcţie de gruparea unităţilor funcţionale şi de rezolvarea generală a circulaţiei într-o clădire. În general, ele sunt amplasate în apropierea intrării în clădire şi a locurilor de intersecţie a spaţiilor destinate circulaţiei pe orizontală. La clădiri etajate, spaţiul destinat pentru amplasarea scărilor şi ascensoarelor poartă denumirea de casa scării. În funcţie de destinaţia clădirii şi forma în plan, casa scării poate fi amplasată în interiorul clădirii (în centrul de greutate sau la margine). Casa scărilor poate fi amplasată şi în exteriorul clădirii propriu-zise, în cazul unor clădiri social-administrative, hoteluri, cabane etc. Având în vedere că scările trebuie să asigure evacuarea persoanelor în caz de incendiu, este necesar ca rampele, podestele şi pereţii casei scărilor să prezinte o rezistenţă la foc cel puţin egală cu a structurii de rezistenţă a clădirii. Se recomandă

evitarea formării tirajului de aer în casa scării pentru a limita

propagarea incendiului pe verticală; La blocurile de locuit fiecare scară trebuie să aibă acces pe terasă (sau pod) pentru a se asigura, în situaţia unui incendiu, ieşirea (în caz de blocare a scării) şi apoi de pe acoperis accesul la altă scară.

2

1.2. Clasificarea scărilor Clasificarea scărilor se face , în funcţie de scopul urmărit după : a. După destinaţie , scările pot fi : - monumentale: executate la exterior ca scări de acces la unele clădiri importante sau la interior pe unul sau două niveluri la teatre, muzee, clădiri administrative etc. - principale: asigură circulaţia normală în clădire cât şi evacuarea în caz de pericol. - secundare: executate pe întreaga înălţime a clădirii, asigurând o circulaţie în paralel cu scările principale şi ascensoarele sau asigurând circulaţia numai între anumite niveluri, respectiv pentru acces în subsol sau în pod; scările secundare mai pot servi şi pentru transport materiale sau diverse servicii (de exemplu pentru aprovizionare, evacuare gunoi etc); - de incendiu - care asigură evacuarea în caz de pericol, amplasate de regulă pe feţele exterioare ale unor pereţi şi au legături directe la coridoarele de circulaţie ale fiecărui nivel al clădirii; - industriale - destinate întreţinerii sau exploatării utilajelor industriale amplasate la diferite înălţimi faţă de nivelul pardoselilor;

3

b. După poziţia faţă de clădire pot fi: - scări exterioare (asigură accesul în clădire); - scări interioare (asigură circulaţia pe verticală); c. După modul de comportare la foc pot fi: - incombustibile – scări din beton, piatră şi materiale ceramice; - greu combustibile – scări metalice; - semicombustibile – scări din lemn ignifugat; - combustibile – scări din lemn neignifugat; d. În funcţie de înălţimea treptelor, scările pot fi: - scări cu trepte joase având h ≤ 16,5 cm – în şcoli, spitale , grădiniţe, recomandabile pentru circulaţia copiilor, bătrînilor sau bolnavilor; - scări cu trepte mijlocii, la care 16,5 cm < h ≤ 17,5 cm – sunt scările cele mai comode şi de folosinţă curentă; - scări cu trepte înalte, la care 17,5 cm < h ≤ 22,5 cm – scări secundare la clădiri joase sau scări de acces în subsoluri şi poduri; - scări abrupte, cu 22,5 cm < h ≤ 30,0 cm – scări verticale de incendiu sau acces în spaţii tehnice; e. În funcţie de materialul din care se execută pot fi: - scări din lemn; - scări din metal; - scări din piatră naturală; - scări din materiale ceramice; - scări din beton armat; f. După forma în plan a treptelor pot fi (a se vedea figura de mai jos) : - scări cu rampe drepte: se utilizează frecvent la scări principale şi secundare pentru clădiri multietajate, având forma în plan a treptelor dreptunghiulară (figura de mai jos: a, b, c, d,e,f ); - scări cu rampe curbe, au domeniul de utilizare limitat iar condiţia de siguranţă în exploatare obligă ca raza curbei vangului interior să fie de cel puţin 1,50 m (figura de mai jos: h, i, j);

4

- scări cu trepte balansate – scări folosite numai la locuinţe individuale sau la clădiri cu număr redus de niveluri (max P + 2 E) şi cu cel mult trei apartamente la scară ; nu se admit ca scări principale în şcoli (figura de mai jos: g); Balansarea treptelor se face pe zona de schimbare a sensului de urcare, unde nu este posibilă executarea unui podest intermediar. Lăţimea treptelor balansate măsurată pe linia pasului trebuie să fie egală cu lăţimea treptei drepte, la vangul interior trebuie să fie de minimum 12 cm, iar la vangul exterior, de maximum lăţimea treptei plus 20 cm (b+20 cm) .

5

1.3. Alcătuirea scărilor Scările sunt formate din rampe, podeste şi balustrade, care sunt elemente cu rol funcţional, cu precizarea că rampele şi podestele sunt în acelaşi timp şi elemente de rezistenţă a scărilor.

6

a. Rampa, este elementul înclinat al scărilor, fiind alcătuit dintr-un element de rezistenţă şi trepte. Forma în plan este dreaptă sau curbă. Rampa poate avea intradosul neted sau cutat. b.Treptele se caracterizează prin dimensiunile geometrice: lăţime (b), înălţime (h) şi lungime (l). Lungimea treptelor este egală cu lăţimea rampei. Înălţimea treptei se mai numeşte contratreaptă (fig.7.4). Se recomandă ca numărul minim de trepte într-o rampă să fie 3 şi numărul maxim 16, dar la clădirile de locuit cu puţine niveluri ( P …. P + 2 E ) se admit şi rampe cu 18 trepte. c. Marginile libere (canturile) rampei se numesc vanguri. Sunt rampe cu două vanguri (rampele libere), cu un vang (o margine fiind alipită de perete) şi fără vanguri (rampe amplasate între doi pereţi); Grinda dispusă în lungul vangului se numeşte grindă-vang. d.Linia pasului, reprezintă proiecţia în plan orizontal a liniei de folosire (liniei de circulaţie) normală a treptelor şi este situată la 50..60 cm de vangul interior . Se reprezintă cu o săgeată la capăt care arată sensul de urcare. e. Podestele sunt elemente plane orizontale care se dispun la capetele rampelor cu scopul de a face urcarea mai puţin obositoare, oferind totodată posibilitatea schimbării direcţiei rampei. Sunt şi podeste intermediare (între niveluri), care au o cotă de nivel intermediară între cele două niveluri. Grinzile care servesc la rezemarea podestelor se numesc grinzi-podest. De regulă se prevăd la marginea interioară a podestului, grinda-podest servind şi pentru rezemarea rampei. Sunt scări fără grinzi de podest la care rampa şi podestul reprezintă o placă frântă continuă (fig.7.2). f. Balustradele sunt elemente cu rol funcţional ce se prevăd la marginile libere ale rampelor si podestelor, având rolul de siguranţă şi sprijin pentru circulaţie, fiind prevăzute cu mână curentă (din lemn, material plastic etc.).Deşi nu este element structural, balustrada trebuie să preia încărcările ce apar în caz de aglomeraţii .

7

Balustrada se execută cu o înălţime de 80 …..90 cm măsurată de la faţa superioară a treptei. La creşe şi grădiniţe se execută o mână curentă suplimentară la 50 ….60 cm înălţime. În dreptul ferestrelor întretăiate de rampe sau podeste se execută de asemenea balustradă.

8

1.4. Proiectarea funcţională a scărilor Prin proiectarea funcţională a scărilor se determină lăţimea minimă a rampelor şi podestelor, precum şi dimensiunile treptelor pentru a corespunde cerinţelor de circulaţie optimă. Dimensiunile treptelor, respective înălţimea h şi lăţimea b, care determină panta rampei şi confortul circulaţiei, se stabilesc astfel încât circulaţia pe rampă să se desfăşoare în condiţii normale. Pentru a stabili numărul de trepte între două niveluri se utilizează următoarea relaţie: n = H / h; în care : H este înălţimea nivelului; h este înălţimea impusă a treptei; Se va alege astfel h ca să rezulte ,,n “ un număr întreg şi cu soţ la scări cu două rampe şi un număr întreg la celelalte tipuri de scări. Lăţimea treptelor b rezultă din formula paşilor respectiv cu relaţia: 2 h + b = 62 …64 cm ( relaţia lui Rondelet ) ; La creşe şi grădiniţe pentru trepte cu h < 16 cm relaţia de determinarea a lăţimii b este următoarea: 2 h + b = 58….60 cm. Înălţimea treptei h va fi multiplu de 0,1 cm, iar lăţimea b va fi multiplu de 1 cm. În măsura în care este posibil, la aceeaşi scară a unei clădiri se vor păstra neschimbate dimensiunile treptelor (b şi h) pe toată înălţimea clădirii, exceptânduse eventualele prelungiri cu circulaţie redusă spre subsoluri sau poduri. Oricum este obligatoriu ca treptele unei rampe să aibă aceiaşi lăţime b şi aceeaşi înălţime h. Lungimea treptelor unei rampe (lăţimea liberă minimă pentru rampe şi podeste) se calculează în funcţie de fluxurile de circulaţie (şiruri de persoane aşezate una în spatele celeilalte ).

9

Numărul necesar de fluxuri ( F ) se stabileşte cu relaţia: F = N / C , unde: N – este numărul de persoane care trebuie să treacă prin calea de evacuare (considerat pentru etajul din care provine cel mai mare număr de fluxuri ); C - este capacitatea de evacuare a unui singur flux exprimată prin numărul total de persoane (90 în cazul clădirilor de locuit), care se evacuează pe toată durata operaţiei de evacuare. Precizările necesare pentru stabilirea numărului de persoane (N) şi capacitatea de evacuare a unui flux (C) se dau în “ Norme tehnice de proiectare şi realizare a construcţiilor privind protecţia la acţiunea focului “ (P 118 – 99). În funcţie de numărul de fluxuri necesare, lăţimea liberă minimă (lungimile minime libere ale treptelor) este de : 0,9 …1,0 m ; 1,10 m ; 1,60 m ; 2,10 m şi 2,50 m , pentru 1, 2, 3, 4 şi 5 fluxuri . Lăţimile libere minime pentru rampe şi podestele scărilor principale şi secundare, respectiv lungimile libere minime a treptelor în funcţie de numărul de niveluri ale clădirii este de: Numărul de niveluri

Lăţimea liberă minimă pentru rampe şi podeste

ale clădirii

(lungimile libere a treptelor) [m] Scări principale 2

0,95

3 …..5

1,05

6 …..8

1,20

9

1,25

Scări secundare

0,90

Lăţimea podestelor de nivel care asigură accesul în apartamente se măreşte peste valorile minime , în cazul în care deschiderea uşilor se face spre scară. În dreptul ascensoarelor lăţimile minime ale podestelor se stabilesc în funcţie de sensul de deschidere a uşilor ascensorului .

10

1.5. Tipuri de scări în funcţie de materialul din care se execută a. Scări din lemn - Scările din lemn se folosesc la clădirile cu plansee din lemn, la construcţiile provizorii sau ca scări interioare în apartamentele duplex. Sunt estetice, calde, uşoare, relativ simplu de executat. Se pot realiza fără contratrepte sau cu contratrepte care reazemă pe grinzi-vang din dulapi, aparente sau ascunse. Intradosul rampei (partea de jos) poate fi aparent sau închis cu scânduri aparente sau tencuite(fig.7.5.a) b. Scări metalice - Scările metalice se folosesc în general la construcţiile industriale sau ca scări secundare care asigură accesul la rampe, platforme, scări de incendiu etc. Se pot realiza cu sau fără contratrepte din tablă care reazemă pe grinzivang din profile U laminate sau din tablă groasă prin intermediul unor corniere. Marginea treptelor poate fi rigidizată cu oţel lat sau cu corniere.Există şi scări cu grinzi-vang metalice de formă specială pe care reazemă trepte din lemn(fig.7.5.b). c. Scări din beton armat - se utilizează la toate tipurile de clădiri datorită avantajelor : capacitate portantă, rigiditate, stabilitate, rezistenţă la uzură mari. Se pot realiza din beton armat monolit sau din elemente prefabricate. Finisajul treptelor şi contratreptelor se poate realiza cu mozaic turnat sau cu placaje speciale. c.1. Scările din beton armat turnat monolit se execută prin turnarea pe loc a betonului pe un cofraj, care reproduce exact forma intradosului scării care poate să fie lis (fig.7.5.c , d, e ). sau cutat (fig.7.5. f). Din punctul de vedere al execuţiei, treapta propriu-zisă se poate realiza: - din beton armat, turnat odată cu placa; - din beton simplu, turnat ulterior execuţiei plăcii rampei; - sub formă de placă subţire cutată (ortopoligonale- fig.7.5. f).), formată din trepte şi contratrepte; - sub formă de trepte independente, fără contratrepte, care sunt încastrate în peretele casei scării sau reazemă pe grinzi de vang amplasate marginal sau central.

11

Detalii constructive de scări

12

c.2. Scările prefabricate din beton se realizează din elemente prefabricate cu dimensiuni mari: rampe şi podeste separate sau rampa şi jumătate din unul sau din ambele podeste, precum şi scări prefabricate cu trepte independente care se montează pe două grinzi-vang sau pe o grindă centrală, sau se încastrează pe un stâlp central în cazul scărilor circulare.

13

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 2 2. ACŢIUNI ÎN CONSTRUCŢII 2.1 Notiuni generale Prin acţiune se întelege orice cauză capabilă sa genereze stări de solicitare mecanică într-o construcţie. Acţiunile asupra construcţiilor se pot exprima prin : - forţe/încarcari aplicate asupra structurii (acţiuni directe) ; - acceleraţii provocate de cutremure sau alte surse (acţiuni indirecte) ; - deformaţii impuse cauzate de variaţii de temperatură, umiditate sau tasări diferenţiate (acţiuni indirecte). Efectul acţiunii/acţiunilor pe structură se poate exprima în termeni de efort secţional şi/sau efort unitar în elementele structurale, precum şi în termeni de deplasare şi/sau rotaţie pentru elementele structurale si structura in absamblu. Eforturile pot fi axiale (întindere, compresiune), forţe tăietoare, momente încovoietoate şi momente de torsiune. Fiecare efort se caracterizează prin stările de solicitare mecanică pe care le produc astfe: - întindere axială, produce solicitarea de întindere; - compresiune axială produce solicitarea de compresiune; - forţă tăietoare produce solicitarea de forfecare; -moment încovoietor produce solicitarea de încovoiere; - moment de torsiune produce solicitarea de torsiune sau răsucire. În general, ca efect al acţiunilor, în elementele structurale se produc solicitări compuse: încovoiere cu forfecare, compresiune cu încovoiere sau compresiune excentrică, etc. Eforturile dintr-un element de construcţie pot fi acţiuni pentru un alt element. Astfel eforturile de la baza unui stâlp sunt acţiuni pentru fundaţia stâlpului respectiv. Eforturile din elemente (forţe sau momente) acţionează pe întreaga secţiune a elementului, fapt pentru care se numesc eforturi secţionale, pentru a le deosebi de eforturile unitare (sau tensiuni), care sunt eforturi care acţionează pe unitatea de suprafaţă

2

,,A” a secţiunii. În timp ce eforturile secţionale sunt de cinci tipuri, eforturile unitare sunt de două feluri: normale [ s ] şi tangenţiale [ G ]. Eforturile unitare normale sunt produse de solicitări axiale şi de încovoiere, iar eforturile tangenţiale sunt produse de forfecare şi torsiune. Mărimea eforturilor unitare depinde de mărimea eforturilor secţionale şi de caracteristicile secţiunii transversale (mărime şi formă).

2.2. Clasificarea actiunilor 2.2.1. În funcţie de variaţia lor în timp acţiunile pot fi clasificate astfel : a. Acţiuni permanente (G) – se aplică în mod continuu, cu o intensitate practic constantă în raport cu timpul, de exemplu:

3

- acţiuni directe cum ar fi: greutatea proprie a elementelor de

construcţie, a

echipamentelor fixate pe construcţii şi - acţiuni indirecte, datorate

contracţiei betonului, tasărilor diferenţiate şi efectului

pretensionarii ; b. Acţiuni variabile (Q) – se aplică în mod intermitent, sau cu o intensitate variabilă în raport cu timpul, de exemplu: b.1. acţiuni utile- (datorate procesului de exploatare): de pe planşeele şi acoperişurile clădirilor, greutatea pereţilor despărţitori, a fluidelor şi a materialelor pulverulente şi altele; b.2. acţiuni climatice: acţiunea zăpezii, acţiunea vântului, variaţii de temperatură, chiciură etc; c. Acţiuni accidentale (A) – intervin foarte rar, sau pot să nu apară niciodata pe durata de serviciu a construcţiei, dar atunci cand intervin au intensităţi semnificative. Se consideră acţiuni accidentale: cutremurul, impactul datorat ciocnirii autovehiculelor de elemente de construcţii sau exploziile ; 2.2.2. După natura răspunsului structural se pot clasifica în : - acţiuni statice (nu provoacă forţe de inerţie pe structură şi elementele sale structurale); - acţiuni dinamice (provocă forţe de inerţie semnificative pe structură şi elementele sale structurale). 2.3. Valori ale acţiunilor 2.3.1. Valoarea caracteristică ale acţiunilor (Fk): Valoarea caracteristică este o valoarea reprezentativă a acestei şi se poate determina astfel : - pe baze deterministice, respectiv greutatea proprie a structurii calculată pe baza dimensiunilor nominale şi a maselor unitare medii ; - pe baze probabilistice, determinări statistice (este cazul acţiunilor variabile ) ; 2.3.2. Valoarea de calcul a acţiunilor Valoarea de calcul este obţinută din valoarea caracteristică prin multiplicarea acesteia utilizandu-se coeficienţii parţiali de siguranţă, care sunt definiţi diferenţiat în funcţie de tipul acţiunii (de exemplu, pentru acţiuni permanente valoarea coeficientului de siguranţă

4

este egal cu 1,35 iar pentru acţiuni variabile valoarea acestuia este egal cu 1,5). Valoarea de calcul este utilizată la verificări la starea limită ultimă , iar valoarea caracteristică în calculul de verificare la stări limită de serviciu. 2.4. Evaluarea acţiunilor 2.4.1. Evaluarea acţiunilor permanente ( G ) Greutatea proprie a elementelor de construcţie, a pământului sau a umpluturilor, se consideră de regulă ca sisteme de forţe date, acţionând static. Se reprezintă ca produsul dintre volum (V) şi greutatea specifică nominala a materialului (Y): G=VxY

[ N, daN, KN ]

In cazul planşeelor (şi uneori a peretilor) greutatea proprie se exprimă pe metru patrat de element (daN/m², KN/m²) ;

G (perete)= d1 x Y + d2 x Y + d3 x Y [ daN/ m² ; KN/ m² ] G (planseu) = d1 x Y + d2 x Y + d3 x Y + d4 x Y [daN/ m²; KN/ m² ] In care : d1 ; d2 ; d3 ; d4 ( di ) - reprezintă grosimea straturilor componente. În cazul grinzilor greutatea proprie se exprimă pe metru de lungime: Ggrinda = (V x Y )/ L = [( b x h x L) x Y]/ L

[ daN/m ; KN/m]

Unde: b şi h sunt dimensiunile secţiunii transversale, L este lungimea grinzii; sau Ggrindă = b x h x Y

[daN / m ; KN/m])

Unde : b şi h sunt dimensiunile secţiunii transversale care s-a considerat dreptunghiulară, pe o lungime de grindă de 1,0 m . Valoarea acţiunilor determinate conform celor de mai sus reprezintă valoare caracteristică.

5

Grautatea specifică nominala a materialelor de construcţie este precizată în SR EN 1991-1-1:2004 – ANEXA A (informativă), respectiv SR EN 1991-1-1:2006 –NA 2.4.2. Evaluarea acţiunilor variabile ( Q ) - încărcări utile Incărcările utile pe clădiri sunt cele care rezultă din procesul de exploatare. Valorile indicate în aceasta categorie includ: - utilizarea normală de către persoane; - mobilier şi obiecte deplasabile (de exemplu pereţi despărţitori nepermanenţi, magazii, conţinutul containerelor) ; - vehicule ; - evenimente anticipate rare, ca şi, concentrările de persoane sau mobilier, sau mişcarea sau stivuirea obiectelor care poate să apară în timpul reorganizării sau redecorării. Incărcările utile pot să fie reprezentate sub formă de încărcări uniform distribuite, încărcări liniare sau concentrate sau grupări ale acestor încărcări. Pentru determinarea încărcărilor utile, planşeele şi acoperişurile sunt subdivizate în categorii dupa utilizarea lor specifică: a. Categoriile A; B; C şi D, pentru clădiri rezidenţiale, sociale, comerciale şi administrative: conform SR EN 1991-1-1:2004 – Tabelul 6.1. şi completările din SR EN 1991-1-1-2004/NA:2006 –Tabelul NA.6.1. b. Categoriile E1 şi E2, pentru depozitare şi utilizări industriale: conform SR EN 1991-1-1:2004 – Tabelul 6.3. c. Categoriile F şi G, pentru zone de trafic şi parcare în clădiri: conform SR EN 1991-1-1:2004 – Tabelul 6.7. d. Categoriile zonei de încărcare, pentru diferite categoriile de acoperişuri cu utilizări specifice: conform SR EN 1991-1-1:2004– Tabelul 6.9. Valorile caracteristice ale încărcărilor variabile – utile (din procesul de exploatare) ţinând seama de subdivizările în categoriile precizate în tabelele specificate mai sus, sunt precizate tot în SR EN 1991-1-1-1 :2004 şi SR EN 1991-1-1-2004/NA:2006, tabel 6.2 şi NA.6.2.; 6.4; 6.8. şi NA.6.8.; 6.10şi NA.6.10.; 6.11.; 6.12 şi NA.6.12. Aceste date sunt în general stabilite pe bază de date statistice.

6

Greutatea pereţilor despărţitori mobili poate fi luată în considerare ca o încarcare uniform distribuita. Aceasta încărcare uniform distribuită depinde de greutatea proprie a peretelui despărţitor după cum urmează: - pentru pereţi despărţitori mobili cu greutatea proprie ≤1,0 kN/m (greutate aferentă pentru o fâşie de perete de 1,0 m lăţime, pe toată înălţimea lui), încarcarea uniform distribuită considerată va fi de : 0,50 kN/m² ; - pentru pereţi despărţitori mobili cu greutatea proprie ≤2,0 kN/m, greutate aferentă pentru o fâşie de perete de 1,0 m lăţime, pe toată înălţimea lui, încarcarea uniform distribuită va fi de : 0,80 kN/m² ; - pentru pereţi despărţitori mobili cu greutatea proprie ≤3,0 kN/m, greutate aferentă pentru o fâşie de perete de 1,0 m lăţime, pe toată înălţimea lui, încarcarea uniform distribuită va fi de : 1,2 kN/m² ; Pereţii despărţitori mai grei se vor lua în considerare în proievtare tinându-se seama de poziţia locală a acestora (amplasament), direcţia distrubuţiei, precum şi de forma structurală a acestora. 2.4.3. Evaluarea acţiunilor variabile ( Q ) , datorate acţiunii zăpezii asupra construcţiilor – cf. Cod de proiectare “ Evaluarea acţiunii zăpezii asupra construcţiilor „ indicativ CR 1-1-3-2005 Încărcarea din zăpadă este o încărcare statică, considerată ca acţionând vertical, pe proiecţia orizontală (m2 ) a suprafeţei acoperişului. Acţiunea zăpezii asupra construcţiilor, aşa cum am precizat la punctul 2.2.1., este considerată acţiune variabilă. Pentru determinarea valoarii caracteristice a încărcării din zăpadă pe acoperiş, se au în vedere următoarele: - valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe sol; -

depunerea de zăpadă în funcţie de forma acoperişului;

-

distribuţia zăpezii cauzată de vânt şi de topirea zăpezii.

Acţiunea vântului asupra zăpezii are efect dublu: de spulberare şi antrenare a zăpezii (în general de pe porţiunile mai înalte ale acoperişurilor cu pante mari), sau de aglomerare a zăpezii, în zonele mai joase ale acoperişurilor denivelate.

7

La proiectarea acoperişurilor se utilizează două distribuţii ale încărcării din zăpadă: - încărcarea din zăpada neaglomerată; - încărcarea din zăpada aglomerată; Încărcarea din zăpada neaglomerată pe acoperiş este încărcarea datorată depunerii naturale a zăpezii pe acoperiş, distribuită cvasiuniform şi influenţată doar de forma acoperişului. Acest tip de încărcare nu include redistribuirea zăpezii datorită acţiunii vântului şi/sau topirii zăpezii. Încărcarea din zăpada aglomerată pe acoperiş este încărcarea datorată redistribuirii zăpezii pe acoperiş datorită acţiunii vântului şi/sau topirii zăpezii. Relaţia pentru determinarea valoarii caracteristice a încărcării din zăpadă pe acoperiş, S K este următoarea: S K = μi . Ce . Ct . s 0,k

,

In care : μi - coeficientul de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperiş şi are valoarea în funcţie de forma acoperişului – cu o pantă, cu două pante, acoperişuri cu mai multe deschideri, acoperişuri cilindrice etc. – conform codului de proiectare indicativ CR 1-1-32005). Distribuţia coeficientului de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperişuri cu o singură pantă

8

Distribuţia coeficienţilor de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperişuri cu două pante

Valorile coeficienţilor de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperişuri cu o singură pantă şi cu două pante este conform tabelului de mai jos Panta acoperişului, α0 µ1

00 ≤ α ≤ 300

300 ≤ α ≤ 600

α ≥ 600

0,80

0,80(60- α)/30

0,0

9

Ce – coeficientul de expunere al amplasamentului construcţiei; Acest coeficient are valorile în funcţie de condiţiile de expunere ale construcţiei, valorile sale fiind recomandate în tabelul 2.1 din codului de proiectare indicativ CR 1-1-32005. Se vor reda mai jos valorile acestui coeficient: Tipul expunerii

Ce

Completă

0,80

Parţială

1,0

Redusă

1,2

În cazul expunerii complete, zăpada poate fi spulberată pe zone întinse de teren plat lipsit de adăpostire sau cu adăpostire limitată. În cazul expunerii parţiale, topografia terenului şi prezenţa altor construcţii sau a copacilor nu permit spulberarea semnificativă a zăpezii de către vânt. În cazul expunerii reduse, construcţia este situată mai jos decât terenul înconjurător sau este înconjurată de copaci înalţi şi/sau construcţii înalte. Ct – coeficientul termic; Pentru acoperişuri cu termoizolaţii uzuale coeficientul termic este considerat 1,0.

s 0,k

- este valoarea caracteristică a încărcării din zăpada pe sol, stabilită pentru un

interval mediu de recurenţă de 50 de ani şi având 2% probabilitate de depăşire într-un an. Valoarea caracteristică a încărcării din zăpada pe sol

s0,k

, în România este

recomandată în harta de zonare din fig.2.1. al Codului CR 1-1-3-2005 . Harta este valabilă doar pentru altitudini de până la 1000 m; peste altitudini mai mari de 1000 m, valorile caracteristice sunt date în acelaşi cod , în tabelul 2.1. Valoarea de calcul a efectului structural al încarcarii din zăpadă se determină prin utilizarea coeficienului parţial de siguranţă. Valoarea acestui coeficient este cea specifică încărcărilor variabile, respectiv 1,5).

10

Zonarea valorii caracteristice a încărcării din zăapadă pe sol s 0,k , KN/m2

Harta este valabilă pentru altitudini sub 1000 m Valorile caracteristice ale încărcării din zăpadă pe sol în zonele de munte cu altitudinea mai mare de 1000 m sunt precizate în tabel 2.1. din CR 1-1-3-2005

2.4.4. Evaluarea actiunii vantului A. Noţiuni generale Vântul este un fenomen climatic (meteorologic) şi reprezintă mişcarea maselor de aer la suprafaţa pământului.

11

Efectele vântului asupra construcţiilor şi structurilor depind de proprietăţile vântului (viteza medie, caracteristicile turbulenţei, etc), de forma, dimensiunile şi orientarea construcţiei (structurii) faţă de direcţia vântului, de proprietăţile dinamice ale structurii, de amplasamentul structurii în mediul natural şi construit învecinat, etc. Evaluarea acţiunii vântului asupra construcţiilor se efectuează conform “ Cod de proiectare . Bazele proiectării şi acţiuni asupra construcţiilor. Acţiunea vântului – Indicativ NP 082-04 “. Codul se referă la structuri şi construcţii curente (cu înălţimi şi deschideri până la 200 m) şi la elementele lor componente. Acţiunea vântului este evaluată fie de presiunea vântului fie de forţele produse de vânt pe construcţii şi structuri. Presiunile sau forţele din vânt acţionază normal pe suprafaţa expusă. În anumite cazuri trebuiesc considerate suplimentar şi forţele de frecare orizontale, tangenţiale. B. Presiunea vântului pe suprafeţe , W (z) Presiunea vântului la înălţimea z deasupra terenului, pe suprafeţe rigide exterioare sau interioare ale structurii se determină cu relaţia: W (z) = q ref . ce (z) . cp

,

Unde: q ref - este presiunea de referinţă a vântului ; Presiunea de referinţă a vântului în România determinată din viteza de referinţă mediată pe 10 minute şi având 50 ani intervalul de recurenţă este indicat în Harta de zonare în ANEXA A , fig.A.2 şi în tabelul A.2 din indicativ NP 082-04. ce (z) – reprezintă factorul de expunere la înălţimea z deasupra terenului şi este produsul dintre factorul de rafală c g (z) şi factorul de rugozitate cr (z) : ce (z) = c g (z) . c r (z) Factorul de rugozitate şi factorul de rafală sunt reprezentaţi în fig.1, respectiv fig.4 din cap.11 al indicativului NP 082-04. cp – coeficient aerodinamic de presiune (cpe pentru suprafeţe exterioare şi cpi pentru suprafeţe interioare ) .

12

Coeficienţii aerodinamicii depind de: geometria şi dimensiunile construcţiei, de unghiul de atac al vântului (poziţia relativă a corpului în curentul de aer), de categoria de rugozitate a suprafeţei terenului la baza construcţiei . În cap.12 al indicativului NP 082-04 se prezintă coeficienţii aerodinamici pentru diferite tipuri de structuri. C. Forţa din vânt FW Forţa globală pe direcţia vântului, FW , pe o arie de construcţie de referinţă orientată perpendicular pe direcţia vântului ( A ref ), se determină cu următoarea relaţie : FW = q ref . ce (z) . cf . c d . A ref Unde : q ref şi ce (z) - au fost definiţi mai sus ; cf - coeficient aerodinamic de forţă, conf. Cap. 12 din NP 082-04 cd - coeficientul de răspuns dinamic la vânt al construcţiei ( cap 14 şi anexa B din NP 082-04 ) . 2.4.5. Acţiuni accidentale- Actiunea seismica Cutremurele reprezintă fenomene tectonice cu caracter violent, prilejuite de mişcarea unor plăci ale scoarţei terestre în lungul faliilor existente sau cu ocazia formării celor noi. In urma acumulării unor presiuni crescânde, care ajung să depăşească capacitatea de rezistenţă a rocilor, scoarţa cedează . Are loc o rupere bruscă, cu eliberarea unei cantităţi uriaşe de energie, care se propagă sub forma unor unde de şoc resimţite la sute de km. Datorita neregularităţii planului de faliere, adesea cutremurele se manifesta prin mai multe şocuri succesive. Cutremurele mai pot avea drept cauză activitatea vulcanica, exploziile atomice subterane sau chiar anumite lucrări inginereşti cum ar fi crearea unor lacuri de acumulare prin prabuşiri provocate a unor masivi muntoşi, lucrări miniere etc. Evaluarea intensitatii incarcarii din seism se face pe baza Normativului P100 /1-2006

13

2.5. Gruparea acţiunilor pentru verificarea structurilor Sunt două grupări: 2.5.1. Gruparea acţiunilor pentru verificarea structurilor la stări limită ultime Vom avea următoarea grupare a efectelor acţiunii asupra structurii 2.5.1.1. Gruparea fundamentală n

m

j =1

i=2

1,35 å Gk j + 1,5 Qk,1 + å 1,5 Yo,i Qk, i

În relaţia de mai sus : Gk, j - este efectul pe structură al acţiunii permanente – valoare caracteristică;

Qk,1 - este efectul pe structură al acţiunii variabile predominante- valoare

caracteristică; Qk, j - este efectul pe structură al acţiunii variabile asociate- valoare caracteristică;

Yo,i

- factor de simultaneitate al efectelor acţiunilor pe structură, având valoarea

egală cu 0,70, cu excepţia încărcărilor din depozite şi a acţiunilor provenind din împingerea pământului, a materialelor pulverulente şi a fluidelor, unde valoarea se va considera egală cu 1,0 . 1,35 şi 1,50 sunt coeficienţi parţiali de siguranţă; Pentru clădiri, la acoperişuri, încărcările utile şi încărcările din zăpadă sau din vînt, nu se aplică simultan. 2.5.1.2. Gruparea specială -în cazul acţiunii seismice n

m

J =1

i=2

å GK,J + g1 A E K + å Y2,1 QK,i

A EK

- valoarea caracteristică a acţiunii seismice – conf. P100 – 2006 ;

g1 - coeficient funcţie de împortanţa construcţiei - conf. P100 – 2006 ; Y2,1

- coeficient funcţie de tipul acţiunii.

Tipul acţiunii

Y2,1

Acţiuni din vânt şi Acţiuni din variaţii de temperatură

0

Acţiuni din zăpadă şi Acţiuni datorate exploatării

0,40

Încărcări din depozite

0,80

14

Valoarea efectelor acţiunilor grupate conform relaţiilor de mai sus trebuie să fie mai mică decât rezistenţele de calcul în secţiune . 2.5.3. Gruparea acţiunilor

pentru verificarea structurilor

la stări limită de

serviciu Gruparea caracteristică este următoarea : n

m

J =1

i=2

å GK,J + QK,1 + å Yo,i QK,i

Se poate observa faptul că în cazul grupării acţiunilor la stări limită de serviciu, acestea se consideră cu valoarea lor caracteristică, nemaintervenind în calcul coeficientul parţial de siguranţă. Valoarea efectelor acţiunilor grupate conform relaţiei de mai sus trebuie să fie mai mică decât valorile limită ale criteriilor de serviciu considerate.

15

16

1

CCIA ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 3

3. ELEMENTE DE FINISAJ Elementele de finisaj fac parte din categoria elementelor nestructurale ale clădirilor,care împreună cu celelalte categorii de elemente nestructurale (pereţi purtaţi de închidere şi de compartimentare interioară, de izolare termică, fonică, hidroizolaţiile, elemente de instalaţii etc) au rolul de a completa structura de rezistenţă şi spaţiul construit astfel încât să creeze clădiri confortabile, estetice, igienice şi adecvate desfăşurării activităţilor, în condiţii optime, corespunzătoare exigenţelor specifice activităţilor respective. În concluzie, elementele de finisaj desăvărşesc construcţia, asigură funcţionalitatea ei şi realizează aspectul estetic. Principalele elemente de finisaj sunt tencuielile, placajele, zugrăvelile, vopsitorii,tapete, pardoselile şi tâmplărie. 3.1. TENCUIELI Tencuielile sunt elemente de finisaj care se aplică pe suprafaţa brută a pereţilor, tavanelor sau a altor elemente de construcţie, având rol decorativ, estetic,igienic şi de protecţie împotriva agenţilor exteriori (intemperii, radiaţii, etc) sau interiori (apă şi vapori de apă), a gazelor (în mediul industrial, în laboratoare etc), a focului şi a altor agenţi sau acţiuni chimice şi mecanice din mediul ambient. Tencuielile sunt lucrări care rămân vizibile şi care determină aspectul final al construcţiei. 3.1.1.CLASIFICAREA TENCUIELILOR a.) După poziţia lor în construcţie se deosebesc tencuieli interioare şi tencuieli exterioare (de faţadă); b.) După natura suprafeţei pe care se aplică, denumită şi suprafaţăsuport, se disting: tencuieli pe suprafeţe de cărămidă, pe suprafeţe de beton, pe suprafeţe de şipci sau şipci cu trestie şi tencuieli pe rabiţ (plasă de sârmă), sau plasă material plastic;

2

c.) După modul de execuţie, tencuielile pot fi : umede, obţinute prin aplicarea manuală sau mecanizată a materialului în stare plastică direct pe suprafaţa de tencuit şi care după întărire formează o crustă compactă şi tare sau tencuieli uscate, executate prin aplicarea unor plăci sau panouri subţiri prefabricate pe suprafaţa brută ; d.) după rezistenţa la acţiunea umidităţii, se deosebesc : d.1.) tencuieli care nu rezistă la apă şi umiditate, executate cu lianţi nehidraulici: var, ipsos sau argilă; d.2.) tencuieli semirezistente la apă şi umiditate executate cu o combinaţie de lianţi, respectiv ciment – var. d.3.) tencuieli rezistente la umiditate, la care mortarul este executat cu lianţi de ciment, var hidraulic etc ; e.) după modul de prelucrare a feţei văzute (de finisare) se deosebesc: e.1.) tencuieli brute, executate dintr-un singur strat cu faţa văzută netezită din gros, întrebuinţate în pivniţe, depozite, poduri ; e.2.) tencuieli obişnuite (drişcuite), care au faţa văzută executată din mortar cu nisip fin cernut, netezită îngrijit cu drişca (manual sau mecanizat); e.3.) tencuieli gletuite, executate din două straturi: tencuiala obişnuită drişcuită se acoperă cu un strat subţire din pastă de ipsos, var sau ipsos plus var (glet) netezit cu drişca metalică. Se utilizează numai la interioare şi poate constitui stratul suport pentru vopsitorii. e.4.) tencuieli sclivisite, executate din mortar de ciment iar suprafaţa vizibilă se prelucrează cu pastă de ciment, netezind-o cu o drişcă metalică; Se utilizează la încăperi cu umiditate ridicată sau la construcţii pentru înmagazinarea apei (bazine, rezervoare, decantoare); e.5.) tencuieli decorative, care la rândul lor sunt : · tencuieli cu praf de piartă drişcuite,realizate din mortar preparat cu praf de piatră alb sau colorat (în loc de nisip)- se întrebuinţează la faţade; · tencuieli stropite, executate manual sau mecanizat prin stropirea unui amestec fluid, format din ciment, var, piatră măcinată şi adaos de culoare ; se întrebuinţează de asemenea la faţade;

3

· tencuieli în imitaţie de piatră (piatră artificială sau similipiatră), realizate din mortar având ca agregat piatra de mosaic; faţa văzută se prelucrează prin frecare, buciardare, pieptănare, şpiţuire, lustruire, pentru a imita blocurile de piatră - se utilizează în general la socluri; · tencuieli de terasit, granulit, dolomit, executate cu mortar care utilizează ca agregat granulele de marmură, ceramică,mică ,coloranţi etc- se folosesc în general la faţade; · tencuieli calico-vechio, care au faţa văzută cu ieşituri şi adâncituri mai pronunţate şi uniform repartizate pe suprafaţa tencuită. 3.1.2. MATERIALE UTILIZATE LA REALIZAREA TENCUIELILOR Mortarul, pentru tencuieli poate fi pe bază de var, argilă, de ipsos, de ciment sau mixt (argilă şi var, ipsos şi var, ciment şi var etc); La stabilirea compoziţiei unui mortar de tencuială trebuie să se ţină seama de: rolul stratului de tencuială, regimul de umiditate în timpul exploatării, natura stratului suport al tencuielii, aspectul şi finisarea athitecturală. Pentru executarea tencuielilor pe suprafeţe netede de beton în mediile umede şi corozive se utilizează mortar preparat dintr-un amestec de nisip uscat, ciment şi emulsie de aracet. În cazul în care stratul suport al tencuielii este din lemn, metal sau uneori chiar zidărie sau beton, tencuiala nu se poate aplica direct. În aceste cazuri este necesară pregătirea suprafeţei suport prin folosirea unor materiale auxiliare şi anume : - plasa de rabiţ, din sârmă de oţel cu diametrul de 0,4 până la 1,8 mm, cu

ochiuri hexagonale sau trapezoidale; se întrebuinţează ca strat suport (armătură) la tencuielile executate pe lemn, metal, beton, la tavane şi bolţi false, la executarea cornişelor şi profilelor, precum şi la acoperirea canalelor şi şliţurilor lăsate în zidărie pentru instalaţii; se fixează pe o reţea de bare din oţel beton Ø 6 ....10 mm cu ochiuri de 15 ....25 cm.

4

- sârmă de oţel moale neagră sau zincată de 0,5 ....3,0 mm grosime; se întrebuinţează pentru prinderea reţelei de vergele de oţel-beton de elemental de rezistenţă. - şipci de lemn, cu dimensiuni de 1,8 x 3,8 sau 2,8 x 4,8 cm, dreptunghiulare sau trapezoidale, bătute cu interpaţii de 2 ...4 cm, înclinate la 450 pe pereţi, iar pe tavan perpendicular pe direcţia grinzilor ; se întrebuinţează pentru tencuieli pe straturi suport de lemn. - plasă de material plastic; - materiale auxiliare: culori naturale sau arificiale (coloranţi), încetinitori de priză pentru mortare de ipsos (clei de oase, var pastă etc).

3.1.3. ALCĂTUIREA TENCUIELILOR UMEDE În general, tencuielile sunt alcătuite din trei straturi : a. Stratul de amorsaj sau şpriţul este primul strat şi are ca scop să asigure o suprafaţă rogoasă pentru legătura bună a tencuielii propriu-zese şi stratul suport . Are grosimea de aproximativ 2..3 mm şi este realizat dintr-o pastă de ciment de consistenţă plastică, de regulă fără nisip. Şpriţul se aplică pe toate tipurile de suprafeţe, cu excepţia zidăriei din cărămidă, unde în general nu se execută.

5

În cazul suprafeţelor rabiţate, stratul de amorsaj poartă denumirea de şmir, executat din mortar de var cu ipsos sau var cu ciment, după cum este şi mortarul grundului. b. Grundul, este stratul cel mai gros al tencuielii şi serveşte pentru acoperirea neregularităţilor suprafeţei sau remedierea abaterilor de la verticală (la pereţi) şi de orizontală (la tavane). Se realizează din mortar mai consistent, are grosimea de 1...3 cm şi se aplică pe şpriţul întărit în una sau două reprize de cca 0,8 cm grosime. La zidările din cărămidă grundul se aplică, în general direct pe zidăria umezită în prealabil, în cazul în care aceasta este foarte uscată. c. Stratul vizibil (tinciul), se aplică pe grundul întărit şi umezit în prealabil şi are ca scop să dea forma şi aspectul definitiv al tencuielii. Are grosimea în general de 2-4 mm, fiind realizat din mortar cu nisip fin (cu granule mai mici de 1 mm). Tencuielile brute se realizează fără tinci.

6

Unde este posibil se renunţă la tencuielile clasice, acestea fiind înlocuite cu tencuieli subţiri sau se renunţă uneori complet la tencuieli prin realizarea betoanelor aparente sau a altor tipuri de finisaje, care deşi au un cost mai ridicat, oferă o durabilitate mare şi aspect estetic superior. 3.2. PLACAJE Lucrările de finisaj prin care se aplică pe suprafeţele pereţilor, la interior sau exteriorul clădirilor, plăci sau panouri din diferite materiale se numesc lucrări de placaje. Placajele au rol decorativ şi de protecţie mecanică, hidrofugă, anticorosivă, ignifugă, igienică, termică sau fonică. Placajele se pot clasifica astfel: a. După forma şi dimensiunile plăcilor: din plăci mici (de forme pătrate, dreptunghiulare sau hexagonale) şi din plăci mari; b. După modul de prindere pe suprafeţele suport: cu mortar, adezivi sintetici, legături metalice sau combinat cu legături metalice şi mortar sau adezivi. c.După natura plăcilor: naturale şi artificiale (din faianţă, beton, sticlă, materiale plastice etc) d. După poziţia în construcţie: interioare şi exterioare ; Placajele se aplică la toate tipurile de clădiri, încăperi ude sau locuri cu circulaţie mare : la clădiri de locuit (bucătării, băi), social culturale şi administrative (grupuri sanitare, holuri), pentru alimentaţie publică, spitale, clădiri industriale etc. O categorie distinctă a placajelor o reprezintă lambriurile,utilizate atât la exterior cât şi la interior obişnuit la spaţiile cu circulaţie mai mare ( holuri,antreuri), dar şi în camere, din produse de lemn sau plăci din material plastic, cu imitaţie de lemn sau marmură. Când placajele se execută la exterior trebuie analizată comportarea higrotermică a peretelui pentru a stabili soluţia constructivă şi tehnologică de execuţie deoarece, în timp de iarnă placajele reprezintă bariere de vapori, deci există risc de condens sub placaj, având drept consecinţă desprinderea şi căderea plăcilor.

7

Pentru a reduce riscul de condens se prevăd fie bariere de vapori aplicate în zona caldă a peretelui (pe suprafaţa caldă a termoizolaţiei sau pe suprafaţa interioară a peretelui) fie realizarea unui strat de aer ventilat spre partea exterioară a peretelui. 3.3.ZUGRĂVELI, VOPSITORII, TAPETE Zugrăvelile şi vopsitoriile sunt elemente de finisaj executate sub formă de pelicule subţiri pe suprafeţele tencuite şi drişcuite (şi gletuite în cazul vopsitoriilor), pe lemn sau metal, având rol de protecţie, decorative şi igienic. Tapetele sunt finisaje sub forma unor foi şi se aplică după pregătirea prealabilă a suprafeţelor. a. Zugrăvelile se realizează pe baza unor compoziţii alcătuite din liant, apă, material de umplutură şi pigmenţi. Ca liant se poate folosi varul (în acest caz zugrăvelile se numesc spoieli sau văruieli), cleiuri, silicaţi. Mai sunt şi zugrăvelile pe bază de poliacetat de vinil (zugrăveli lavabile), fiind o compoziţie gata preparată, care se amestecă cu apă în proporţie de 1/2, respectiv 1/1, corespunzător stratului de grund şi celui de al doilea, ultimul strat executându-se de obicei din compoziţia livrată nediluată. Zugrăvelile pot fi simple (într-o singură culoare) sau decorative, cu liniaturi, stropite cu praf de mătase sau de mică, rolate, cu desene, în relief (zugrăveli în calcio-vechio, executate din pastă de ipsos prin stropire). Obişnuit se realizează 2-3 straturi, primul fiind grundul, care asigură aderenţa pe suprafaţa suport. b.Vopsitoriile – Executarea propri-zisă a lucrărilor de vopsitorie depinde de natura stratului suport şi se face după terminarea grunduirii, chituirii şi şlefuirii suprafeţei, aplicându-se manual sau mecanizat. Vopsitoriile în ulei pe tencuială se aplică pe suprafeţele acoperite cu glet de ipsos şi lustruite cu hărtie sticlată. Primul strat de vopsea (grundul) se chituieşte şi se şlefuieşte după ce s-a uscat. Vopseaua se aplică apoi în 3 sau 4 straturi uniforme; straturile successive se întind pe direcţii perpendiculare, iar ultimul strat se întinde pe pereţi de sus în jos .

8

Vopsitoriile pe lemnărie se aplică pe tâmplăriea uşilor, ferestrelor, lambriurilor, care a fost în prealabil grunduită şi şpacluită cu chit de lac, iar îmbinările şi crăpăturile chituite şi şlefuite cu hârtie sticlată. Vopseaua se aplică în 2 sau 3 straturi, după ce fiecare strat s-a uscat, a fost chituit şi şlefuit iar ultimul strat se întinde în lungul fibrelor lemnului. Vopsirea suprafeţelor metalice se execută după ce în prealabil suprafeţele au fost curăţate de rugină şi de alte corpuri străine cu peria de sârmă, prin sablare, cu terebentină sau benzină şi după ce au fost grunduite cu miniu de plumb. Vopseaua se aplică în 2 sau 3 straturi după importanţa elementului respectiv. c.Tapetele – Lucrările de finisaj care constau din aplicarea la interior pe pereţi şi uneori pe tavane a unor făşii decorative (din hârtie, carton , PVC,stofe etc), se numesc lucrări de tapete. După natura materialelor folosite, tapetele pot fi de hârtie, de hârtie acoperite cu pelicule pe bază de polimeri, din policlorură de vinil plastifiată pe suport textil, din mătase sau stofe decorative. Tapetele se aplică pe suprafeţele interioare ale pereţilor cu tencuială drişcuită prin lipire. Pot fi nelavabile, semilavabile şi lavabile (ultimele fiind şi bariere de vapori). Suprafeţele suport pe care se aplică trebuie să fie uscate, curate , netede şi perfect plane, fără crăpături sau adâncituri. 3.4 PARDOSELI 3.4.1. Noţiuni generale Pardoselile sunt elemente de finisaj realizate pe suprafaţa de circulaţie la toate tipurile de clădiri, având rolul de a asigura condiţiile optime pentru desfăşurarea proceselor funcţionale sau tehnologice. Ele trebuie să corespundă unor exigenţe specifice: durabilitate, rezistenţă la uzură sau la acţiunea corozivă a unor substanţe, întreţinere uşoară, estetice şi economice. La încăperi pentru locuit pardoselile au un rol important la realizarea confortului termic.

9

Stratul de uzură sau îmbrăcămintea trebuie să îndeplinească condiţiile de calitate cerute de specificul şi destinaţia încăperilor. Suprafaţa pardoselii trebuie să fie plană, orizontală şi la acelaşi nivel pentru toate încăperile unui etaj sau pentru un anumit grup de încăperi. În încăperile cu procese umede pardoseala se execută în pantă pentru a asigura scurgerea apei către sifonul de pardoseală. Structura unei pardoseli cuprinde două sau mai multe straturi (fig.11.4): - stratul de uzură (îmbrăcămintea sau pardoseala propriu-zisă), supus direct circulaţiei sau depozitării; - stratul suport care primeşte încărcarea de la pardoseala propriu-zisă şi o transmite elementului de rezistenţă (planşeu sau pământ); În funcţie de destinaţia încăperii şi de anumite necesităţi, structura pardoselii cuprinde şi straturi de izolare termică, fonică sau hidrofugă. Stratul suport este planşeul brut, terenul natural sau umplutura de pământ la încăperile de la parterul clădirilor fără subsol sau a încăperilor de la subsol.

10

3.4.2. Clasificarea pardoselilor se poate face astfel: a) După capacitatea de izolare termică a stratului de uzură: pardoseli calde (din produse de lemn,covoare PVC termoizolante,mochetă,etc.) şi pardoseli reci (din mozaic, marmură, beton, plăci de piatră naturală sau artificială etc.); b) După natura stratului suport: pardoseli pe sol şi pardoseli pe planşee; c) După natura stratului de uzură: pardoseli din duşumele, parchet, mozaic, mochetă, covor PVC, cărămidă, asfalt etc. d) După continuitatea suprafeţei: pardoseli continue (cu stratul de uzură turnat din beton, mozaic, asfalt, ipsos) şi pardoseli cu rosturi (cu stratul de uzură din elemente separate dispuse alăturat: duşumele, parchet, plăci) ; e) După modul de comportare la acţiunea şocurilor: pardoseli rigide şi pardoseli flotante (cu strat fonoizolant între planşeul brut şi stratul suport al pardoselii propriu-zise). Cele rigide vibrează simultan cu planşeul brut şi transmit uşor zgomotele de impact, iar cele flotante vibrează independent şi sunt fonoizolante la zgomot de impact. 3.4.3. Pardoseli calde Pardoselile calde se utilizează în încăperile în care omul vine în contact cu pardoseala o durată mai mare de timp fără a depune efort fizic (locuinţe, birouri, ateliere de proiectare, grădiniţe, şcoli etc.). Stratul de uzură se realizează din produse de lemn (parchet, duşumele), materiale sintetice (covor sau dale din PVC, cauciuc), mochete (covoare din fibre sintetice pe suport din material plastic), materiale bituminoase etc. Se prezintă mai jos câteva tipuri de pardoseli calde din parchet, cu precizarea că parchetul poate fi înlocuit cu covor PVC sau mochetă.

11

3.4.4. Pardoseli reci Pardoselile reci se folosesc în spaţiile de circulaţie şi anexe ale clădirilor civile, respectiv în toate spaţiile clădirilor industriale (mai puţin în spaţiile anexe pentru birouri). Se pot realiza în diverse moduri, cum sunt: - din piatră naturală (marmură, calcar, gresie etc.) la clădiri monumentale; - din pietre artificiale (gresie ceramică, dale din beton sclivisite, rolate sau mozaicate), din beton turnat (brut, sclivisit sau rolat), din cărămidă etc.; - din mozaic turnat, care poate fi simplu, veneţian sau roman. Mozaicul veneţian se caracterizează prin prevederea unor bucăţi de marmură de diverse mărimi, forme şi culori în stratul de uzură, iar mozaicul roman prin prevederea unor plăcuţe colorate de 1,5-2 cm din calcar compact sau marmură, dispuse pe un strat de mortar de ciment. Plăcuţele pot fi dispuse neordonat sau ordonat, conform unor desene.

12

Stratul de uzură sau îmbrăcămintea trebuie să îndeplinească condiţiile de calitate cerute de specificul şi destinaţia încăperilor. Suprafaţa pardoselii trebuie să fie plană, orizontală şi la acelaşi nivel pentru toate încăperile unui etaj sau pentru un anumit grup de încăperi. În încăperile cu procese umede pardoseala se execută în pantă pentru a asigura scurgerea apei către sifonul de pardoseală.

13

3.5. TÂMPLĂRIE Tămplăria reprezintă o categorie de elemente arhitectural-constructive de finisaj, cele mai importante fiind uşile şi ferestrele, absolut necesare pentru funcţionarea normală a clădirilor. Ele asigură accesul în clădire, iluminatul şi ventilarea naturală a spaţiului construit. În cadrul exigenţelor ce se impun acestor elemente, cele fizice sunt mai importante, în special pentru ferestre, care asigură iluminatul natural şi protecţia împotriva agenţilor climatici exteriori. Ferestrele se caracterizează prin coeficienţi de transfer termic relativ mari, respectiv prin rezistenţe reduse la transfer termic şi având în vedere ponderea lor importantă în cadrul elementelor de închidere şi influienţa defavorabilă asupra pierderilor de energie termică în perioadele reci, este necesar ca în proiectarea şi execuţia ferestrelor să se urmărească reducerea pierderilor de energie termică. În acest sens se recomandă realizarea unor zone vitrate cu suprafaţă minimă necesară, realizarea cât mai precisă a falţurilor pentru a reduce debitul de aer rece care pătrunde prin rosturi şi chiar prevederea unor profile elastice de etanşare, prevederea de ferestre duble, a geamului termopan sau chiar ferestre triple. Clasificarea ferestrelor se poate face astfel: - după numărul de rame mobile : cu unul sau mai multe canate. - după material: din lemn, metal, mase plastice,etc. - după numărul de rânduri de geam : simple, cu geam dublu sau triplu - după modul de deschidere: cu deschidere obişnuită (spre interior sau exterior), basculante (rotire în jurul unui ax orizontal), pivotante (rotire în jurul unui ax vertical median), culisante (glisare pe orizontală), de tip ghilotină ( glisare pe verticală) etc. Ferestrele sunt alcătuite din următoarele elemente: partea fixă denumită toc, părţile mobile (cercevele) şi accesoriile metalice.

14

15

16

Uşile sunt formate din toc, foaia uşii şi accesoriile metalice. Tocul este format din lemn sau metal şi se prinde de perete prin ghermele sau prin sudură. Foaia uşii poate fi alcătuită dintr-un singur strat (din lemn masiv sau din tăblii din PAL sau panel) sau din două straturi din placaj sau PAL, respectiv din metal (oţel, aluminiu, etc.) emailat.

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL II Curs nr. 4 4. ELEMENTE DE FIZICA CONSTRUCŢIILOR . HIGROTERMICA CLĂDIRILOR Fizica construcţiilor reprezintă o disciplină tehnică, parte a ştiinţei construcţiilor, care s-a dezvoltat în a doua parte a secolului XX şi care se ocupă cu studiul fenomenelor fizice din spaţiul construit, a căror parametri determină microclimatul interior, având ca scop realizarea confortului interior. Parametrii care determină microclimatul interior sunt: temperatura aerului şi a suprafeţelor elementelor

în special a celor de închidere,

umiditatea relativă a aerului, intensitatea curenţilor de aer, luminozitatea, nivelul zgomotului, etc. Dacă valorile acestor parametrii se încadrează în anumite limite normate, conform cerinţelor utilizatorilor, se apreciază că în spaţiul construit confortul interior este asigurat. Cea mai importantă componentă a confortului interior este reprezentată de confortul termic, determinat în general de temperatura aerului interior şi a suprafeţelor interioare ale elementelor de construcţie (pereţi, tavane, pardoseli) şi umiditatea relativă a aerului (care este în strânsă legătură cu temperatura). Importanţa confortului termic rezultă atât din influenţa deosebită pe care acesta o exercită asupra calităţii vieţii şi sănătăţii oamenilor, cât şi din cheltuielile necesare pentru realizarea lui, ceea ce explică preocupările susţinute ale specialiştilor (arhitecţi, constructori, instalatori, fizicieni, medici) în acest domeniu. În ultimii ani problema realizării confortului termic se pune în contextul evoluţiei preţurilor actuale şi de viitor ale resurselor energetice, ale materialelor de construcţie (în primul rând ale celor de izolare termică) şi combustibililor. În acest context problema confortului termic trebuie analizată atât sub aspectul investiţiilor necesare pentru realizarea protecţiei termice a clădirilor, cât şi sub aspectul evoluţiei, în viitor, a preţului combustibililor necesari, inclusiv a mijloacelor şi procedeelor privind încălzirea clădirilor.

2

Higrotermica reprezintă acea parte a fizicii construcţiilor, care studiază fenomenele legate de temperatură şi umiditate, atât în spaţiul interior cât şi în structura elementelor de închidere, utilizând metode teoretice şi experimentale pentru cunoaşterea fenomenelor sub toate aspectele calitative şi cantitative în vederea realizării confortului higrotermic în clădiri. Pentru a proiecta şi realiza clădiri cu caracteristici higrotermice optime este necesar, pe de o parte, cunoaşterea şi normarea parametrilor climatici interiori şi exteriori şi pe de altă parte , cunoaşterea fenomenelor fizice şi a legilor care modelează transferal de energie şi masă prin elementele de construcţii. 4.1. PARAMETRII CLIMATICI UTILIZAŢI ÎN PROIECTAREA HIGROTERMICĂ 4.1.1. Parametrii climatici ai mediului interior Dintre parametrii normaţi pentru mediul interior menţionăm : a. Temperatura aerului interior Ti , măsurată la nivelul planului de lucru , în mijlocul încăperii, în o C.Valorile de calcul sunt convenţionale şi sunt stabilite în codurile de proiectare în funcţie de destinaţia clădirilor şi a încăperilor din clădire. Valorile optime pentru locuinţe Ti = 20 o C . Pentru asigurarea confortului, temperatura aerului interior Ti , se recomandă să fie cât mai uniformă în plan orizontal şi vertical. O diferenţă mai mare de 2

o

C între cap şi nivelul glesnelor creează

disconfort. Aceeaşi senzaţie se resimte dacă în încăpere sunt zone a căror temperatură diferă cu 2 – 3

grade, de aceea este de mare importanţă

sistemul de încălzire sau climatizare adoptat, ca şi alcătuirea constructivă a elementelor ce delimitează încăperile . b. Umiditatea relativă a aerului interior φi , în % . Umiditatea relativă a aerului variază în timp în limite largi, în funcţie de temparatură şi de gradul real de umezire a aerului.

3

În Normativul C 107/3 -2005 , sunt date valorile normate ale umidităţii relative a aerului interior . Valorile optime sunt cuprinse între 50 % - 60 % , în funcţie de destinaţia clădirii sau a încăperilor, respectiv ≤ 75 % pentru clădiri de producţie cu regim ridicat de umiditate. c. Viteza de mişcare a aerului v ai , considerată de 0,1 m / s pentru un mediu calm. Viteza aerului din clădiri de locuit se recomandă să nu depăşească 0,2 m/s. Valori de 0,5 – 1,0 m / s se recomandă doar în condiţii de climat cald, la temperaturi ale aerului interior de 22 - 26,5 o C . La clădiri industriale viteza aerului este în legătură cu efortul fizic, cu temperature şi umiditatea aerului şi variază între 0,2 - 0,6 m/s iarna şi între 0,2–2,5 m/s vara. d. Diferenţa maximă ΔTi

max

(K), între temperatura aerului interior şi

temperatura medie a suprafeţei interioare a elementelor de construcţie care delimitează încăperile. Se prescrie în funcţie de umiditatea relativă a aerului interior, destinaţia încăperilor şi tipul elementului. Astfel, la clădiri de locuit este de 4,0 pentru pereţi , 3,0 pentru tavane şi 2,0 pentru pardoseli . Valorile normate pentru ΔTi max , sunt prevăzute în normativ C 107/3-2005, tabel VI. 4.1.2.PARAMETRII CLIMATICI AI MEDIULUI EXTERIOR Imposibilitatea stabilirii unor legi precise, după care să se poată determina valorile parametrilor climatici la un moment dat, a condus la stabilirea pe baze statistice a unor valori convenţionale de calcul, utilizate în proiectarea higrotermică. a. Temperatura aerului exterior Te (o C ) a.1. Pentru perioada de iarnă– normativ C 107/3 – 2005 Temperaturile exterioare de calcul se consideră în conformitate cu harta de zonare climatică a teritoriului României, pentru perioada de iarnă (normativ C 107/3-2005 ANEXA D). Conform acestei hărţi, teritoriul României se împarte în 4 zone climatice , astfel : Zona I , cu Te = - 12 o C Zona II , cu Te = - 15 o C Zona III , cu Te = - 18 o C Zona IV , cu Te = - 21 o C

4

a.2. Pentru perioada de vară - (normativ C 107/6 -2002) : Temperatura convenţională de calcul a aerului exterior pentru perioada de vară, se calculează ca temperatură medie a aerului la ora 14oo ( T14 ) în luna cea mai călduroasă (iulie – august). Teritoriul României cuprinde trei zone climatice cu temperaturi convenţionale exterioare de calcul pe timp de vară: Zona I , cu Te = + 22 o C Zona II , cu Te = + 25 o C Zona III , cu Te = + 28 o C a.3. Temperatura medie anuală Temperatura medie anuală, care se utilizează pentru calculul riscului de condens structural este următoarea : Zona I , cu Te med = + 10,5 o C Zona II , cu Te med = + 9,5 o C Zona III , cu Te med = + 7,5 o C Zona IV , cu Te med = + 6,5 o C b. Radiaţia solară I - Intensitatea radiaţiei solare I cu valori maxime, medii şi minime se calculează în funcţie de poziţia geografică a localităţii, ora şi ziua din an şi de orientarea clădirii şi a suprafeţelor acestora . Valorile medii zilnice sunt date în Normativ C 107/7 – 02 şi ghidul GP 058/2000. c. Umiditatea relativă a aerului exterior φe , în % - se utilizează pentru calculul difuziei vaporilor de apă prin elementele de construcţie. Pentru proiectarea higrotermică se aleg valori de calcul sau valori medii de calcul. Valorile umidităţii medii relative sunt următoarele : je = 85 % umiditatea medie relativă pe timpul iernii je

= 70 % umiditatea medie relativă pe timpul verii

je = 75 % umiditatea medie relativă anuală

5

d. Viteza de calcul a aerului exterior V a e Acest parametru serveşte la calculul debitului de aer care străbate elementele de construcţie ca şi la schimbul de aer în clădiri, prin ventilaţie naturală dirijată. 4.2.

NOŢIUNI

FUNDAMENTALE

ŞI MĂRIMI

UTILIZATE

ÎN

PROIECTAREA HIGROTERMICĂ A CLĂDIRILOR 4.2.1. Noţiuni fundamentale a. Anvelopa clădirii sau element de închidere Din punct de vedere higrotermic, anvelopa clădirii este constituită din toate elementele de construcţie perimetrale, care delimitează volumul interior încălzit al încăperii sau clădirii de mediul exterior, precum şi elementele de construcţie care delimitează volumul interior încălzit al unei încăperi sau grup de încăperi de spaţii neîncălzite sau mai puţin încălzite. b. Temperatura Temperatura este o mărime de stare, care arată gradul de încălzire sau de răcire a unui mediu material şi se măsoară în grade Celsius sau Kelvin. În proiectarea higrotermică: - pentru mediul interior se notează cu Ti , în oC sau K; - pentru mediul exterior se notează cu Te , în oC sau K; - pentru mediul interior neîncălzit se notează cu Tu , în oC sau K; c. Regim termic În mod real, temperaturile mediului interior şi ale mediului exterior variază în timp. Dacă cel puţin temperatura unui mediu este variabilă se instituie regimul termic nestaţionar sau variabil. Dacă se admite ipoteza simplificatoare conform căreia temperaturile celor două medii nu variază în timp se instituie regim termic staţionar sau permanent. În mod simplificat,

proiectarea higrotermică se efectuiază în regim

termic staţionar, respectiv Ti şi Te sunt constante, Ti ≠ Te .

6

Efectul regimului termic real, nestaţionar se introduce prin coeficienţi de corecţie sau prin verificări suplimentare. d. Suprafeţe şi linii izoterme Suprafeţele unui mediu material care au aceeaşi valoare a temperaturii se numesc suprafeţe izoterme. Liniile care unesc puncte de aceeaşi valoare a temperaturii se numesc linii izoterme. e.Căldura Căldura este o formă a energiei. Căldura se propagă între medii, sau zone ale unor medii de temperaturi diferite. În univers există tendinţa de echilibru termic. 4.2.2. Mărimi caracteristice transferului de căldură în regim staţionar a.Cantitatea de căldură Conform principiului termodinamicii, transferul de căldură (sau energie termică) se produce de la zonele cu temperatură mai ridicată spre zonele cu temperatură mai coborâtă. Transferul termic are loc atâta timp cât există diferenţa de temperatură şi nu poate fi oprit ci doar micşorat prin interpunerea unor materiale cu proprietăţi termoizolante. Cantitatea de căldură care se schimbă între două feţe ale unui element de construcţie cu temperaturile T1 şi T2 de arie A, în m2, de grosime d, în metri, şi conductivitate termică λ, în W/mK, în timpul t, exprimat în secunde este dată de relaţia: Q=

l × A(T1 - T2 ) × t d

( J sau Ws )

(4.1)

7

b. Fluxul termic este cantitatea de căldură schimbată în unitatea de timp şi este dat de relaţia: F=

Q l × A(T1 - T2 ) = d t

( J/s sau W )

(4.2)

c. Densitatea fluxului termic sau flux termic unitar, defineşte fluxul termic schimbat prin unitatea de suprafaţă şi este dat de relaţia:

q=

F l × (T1 - T2 ) = d A

( W/m2 )

(4.3)

Pe timp de iarnă, schimbul de căldură dintre cele două medii, prin elementul solid separator, are loc astfel : - de la mediul interior la suprafaţa interioară a elementului; - de la suprafaţa interioară a elementului la suprafaţa exterioară ; - de la suprafaţa exterioară a elementului la mediul exterior;

qi– flux termic unitar, schimbat între mediul interior, reprezentat convenţional prin aerul interior de temperatură ti şi suprafaţa interioară (de 1 m2) a elementului separator de temperatură tsi ; tsi < ti qk - flux termic unitar, schimbat între cele două suprafeţe ale elementului separator , de temperaturi tsi şi tse ; tsi > tse qe - flux termic unitar, schimbat între suprafaţa exterioară a elementului, de temperatură tse şi mediul exterior, de temperatură te ; tse > te

8

d) Conductivitate termică sau coeficient de conductivitate termică ( l ) Transferul termic prin conductivitate termică are loc în mediile solide, energia termică fiind transmisă fără transport de materie. Conductivitatea termică reprezintă proprietatea materialelor de a permite trecerea fluxului termic. Dacă diferenţa de temperatură dintre cele două suprafeţe ale unui material omogen este egală cu un grad Kelvin pe metru (suprafeţele de transfer termic aflându-se la distanţa de 1 metru), densitatea fluxului termic pentru această situaţie este egal cu coeficientul de conductivitate termică (λ) . Unitatea de măsură pentru conductivitatea termică “ l “ , este W / m K

Coeficientul de conductivitate termică λ reprezintă de fapt cantitatea de căldură care trece într-o secundă printr-un cub cu latura de 1 m, realizat din material omogen, dispus perpendicular pe direcţia fluxului termic, când diferenţa de temperatură dintre feţele sale este de 1 K (sau 1 0 C).

9

e) Rezistenţa termică defineşte proprietatea mediilor prin care se propagă căldura, de a se opune acestei propagări. În regim staţionar, în cazul fluxului unidirecţional (direcţia fluxului termic este perpendicular pe element), rezistenţa termică defineşte capacitatea elementului de construcţie care separă două ambianţe de temperaturi diferite de a se opune propagării fluxului termic care îl străbate. Cantitativ, pentru o arie egală cu unitatea, rezistenţa termică este raportul între gradientul de temperatură şi densitatea fluxului termic, respectiv :

T -T R= i e = q

Ti - Te l(Ti - Te d

)

=

d l

[m2K/W]

(4.4)

Relaţia este valabilă pentru un element de construcţie alcătuit dintr-un singur strat de grosime ,,d “, având coeficientul de conductivitate termică ,, l ,, În proiectarea higrotermică se mai utilizează ca mărimi derivate din rezistenţa termică următorii coeficienţi : f. Coeficientul de transfer termic ( U ),este inversul rezistenţei termice şi reprezintă fluxul termic în regim staţioar, raportat la aria de transfer şi la diferenţa de temperatură a mediilor situate de o parte şi de alta a unui sistem sau element şi este dat de relaţia : U=

1 R

[W/m2K]

(4.5)

Relaţia ( 4.5 ) se obţine pornind de la definiţia de mai sus astfel : l × A (Ti - Te )

U=

F d = A(Ti - - Te ) A (Ti - Te )

=

l d

=

1 R

g.Coeficientul de cuplaj termic al unei suprafeţe (L) este dat relaţia: L=

A R

[W/K]

(4.6)

de

10

Coeficientul de cuplaj termic (L) al unei suprafeţe reprezintă fluxul termic care se propagă printr-un element de construcţie de arie A şi rezistenţa termică R pentru un gradient de temperatură de 1 0C. h. Coeficientul liniar de transfer termic Ψ, care ţine seama de influenţa unei punţi termice liniare, faţă de un calcul unidirecţional al coeficientului de transfer termic . Unitatea de măsură este ( W/ m k ) j. Coeficientul punctual de transfer termic c , care ţine seama de influenţa unei punţi termice punctuale faţă de un calcul unidirecţional al coeficientului de transfer termic.Unitatea de măsură este (W / K ). Aceşti coeficienţi (Ψ şi c ) se folosesc pentru determinarea rezistenţei termice corectate (R’). În tabelele 1…73 din Normativ C 107/3 –2005 se dau valorile acestor coeficienţi pentru o serie de detalii curent utilizate . 4.3

EXIGENŢE

DE

PERFORMANŢĂ

ŞI

CRITERII

DE

PERFORMANŢĂ ÎN PROIECTAREA HIGROTERMICĂ În proiectarea higrotermică a clădirilor se urmăreşte realizarea unor exigenţe de performanţă, fiecare cu

criteriile de performanţă asociate,

respectiv : - confortul termic, la care criteriile de performanţă se referă la omogenitatea şi constanţa parametrilor ambienţei

(temperatură, viteza

aerului, umiditatea). - consumul de energie necesar în exploatarea clădirilor la care criteriile de performanţă se referă la: coeficientul global de izolare termică, rezistenţa termică pe ansamblul anvelopei şi pe tip de element, numărul de schimburi orare de aer. - durabilitatea prin limitarea condensului structural la care criteriile de performanţă se referă la: cantitatea de apă din condensul structural acumulată pe durata unei ierni şi cea eliminată prin uscare vara, gradul real de umezire a materialelor din zona de condensare.

11

- calitatea aerului din clădire la care criteriile de performanţă se referă la : conţinutul de agenţi nocivi pe unitatea de volum, numărul necesar de schimburi orare de aer al volumului încălzit . - protecţia mediului, la care criteriile de performanţă se referă la: cantitatea de căldură necesară încăzirii, noxele eliminate în atmosferă prin producerea energiei , etc.

CCIA - ANUL III – SEM. II - Curs nr. 4- HARTA CU ZONAREA TERITORIULUI ROMÂNIEI

Zonarea climatică a României pentru perioada de iarnă

2

Harta cu zonele de temperaturi exterioare convenţionale de calcul de vară din România

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL I I

Curs nr. 5 4.4. PROIECTAREA HIGROTERMICĂ

ŞI

EXIGENŢELOR DE PERFORMANŢĂ

A

CIRTERIILOR ASOCIATE, ÎN REGIM

STAŢIONAR Între exigenţele de performanţă higrotermică există o condiţionare şi interferenţă reciprocă, putându-se afirma că unele exigenţe pot fi considerate principale, deoarece prin respectarea lor se realizează implicit, cel puţin parţial şi celelalte exigenţe. Este cazul exigenţei de performanţă privind consumul optim de energie , a cărei proiectare corectă se răsfrânge şi asupra celorlalte exigenţe. Urmare acestei idei, ordinea de tratare a proiectării va începe cu exigenţa de performanţă privind consumul

de energie necesară

încălzirii clădirilor. 4.4.1. PROIECTAREA EXIGENŢEI DE PERFORMANŢĂ PRIVIND CONSUMUL DE ENERGIE NECESARĂ ÎNCĂLZIRII CLĂDIRILOR Relaţia edificatoare pentru inginerii constructori şi pentru arhitecţi în proiectarea exigenţei de mai sus este cea care oferă cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unui metru cub din volumul încălzit al clădirii, pe durata de încălzire dintr-un an: q

an 24 ´ G ´ C ´ N i - (Q + Q ) Qinc = 1000 i s 12

[KWh/(m3∙an)]

(4.7)

în care: 24 este numărul de ore dintr-o zi; 1000 - transformarea din W în KW; G - coeficientul global de izolare termică a clădirii, în W/(m3K). C

–coeficient

de

corecţie

adimensional,

care

introduce

performanţele sistemului de producere şi de distribuire a energiei necesare încăzirii clădirilor.

2 q N12i - numărul anual de grade-zile de calcul, corespunzător localităţii

unde este amplasată clădirea, calculat pentru temperatura interioară medie în perioada de încălzire (θi) şi pentru temperatura medie exterioară zilnică, (θeo = + 12 °C), care marchează începerea şi oprirea încălzirii, în (K· zile); q i sunt date în Ghidul GP 058/2000. Valorile N12

Qi - aportul de căldură din locuirea clădirii, aferent unui m3 din volumul încălzit al clădirii, în KWh/(m3∙an); Qs - aportul de căldură provenit din radiaţia solară, aferent unui m3 din volumul încălzit al clădirii, în KWh/(m3∙an); 4.5. PROIECTAREA COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICĂ A CLĂDIRII ( G ) Coeficientul global de izolare termică ( G ), respectiv nivelul de izolare termică globală a clădirii reprezintă unul din criteriile de performanţă privind consumul de energie necesar în exploatarea clădirilor după cum se poate observa şi din relaţia de calcul a cantităţii de căldură necesară pentru încălzirea unui metru cub din volumul încălzit al clădirii, pe durata de încălzire dintr-un an (relaţia 4.7). Nivelul de izolare termică globală a clădirii este corespunzător, dacă este îndeplinită condiţia : G ≤ GN

[W/(m3K)];

(4.8) Această relaţie este valabilă pentru clădiri cu destinaţia de locuinţe. Pentru clădiri cu altă destinaţie coeficientul global de izolare termică, respectiv condiţia de realizarea a nivelului de izolare termică globală a clădirilor se va trata într-un capitol distinct. În relaţia (4.8) semnificaţia termenilor este următoarea:

3

GN - este coeficientul global normat de izolare termică, şi a cărei valori sunt date în Normativ C 107/1 – 2005, ANEXA 2 , cu modificările precizate prin Ordinul nr.2531 al MDRT din decembrie 2010. Coeficientul global de izolare termică a clădirii (G) are două componente: [W/(m3K)]

G = Gl + G2

(4.9)

în care: Gl - reprezintă fluxul de căldură pierdut prin transmisie directă, prin anvelopa clădirii, raportat la volumul încălzit şi la gradientul de temperatură între mediul interior şi cel exterior, în W/(m3K); Gl se mai numeşte şi componenta energetică a coeficientului global de izolare termică; G2 - fluxul de căldură necesar pentru încălzirea aerului exterior infiltrat prin neetanşeităţile tâmplăriei exterioare şi prin ventilarea naturală nedirijată sau dirijată a clădirii, raportat la volumul incălzit al clădirii şi la gradientul de temperatură între mediul interior şi cel exterior, în W/(m3K); G2 se mai numeşte şi componenta de calitate a aerului a coeficientului global de izolare termică; 4.5.1. Proiectarea componentei de calitate a aerului a coeficientului global de izolare termică - G 2 G2 = 0,34 n

W/(m3K)

(4.10)

în care : 0,34, în [W h/ (m3k )] , reprezintă produsul dintre capacitatea Calorică masică şi densitatea aerului ; n – viteza de ventilare naturală a clădirii, respectiv numărul de schimburi de aer pe oră , în ( h-1 ). 0,34 (

W W ×h ) x n ( h-1 ) = 0,34 n ( 3 ) 3 m ×K m ×K

Valorile lui “ n “ se iau din C 107/1 – 2005, ANEXA 1

4

4.5.2. Proiectarea componentei energetice a coeficientului global de izolare termică, G 1 Conform definiţiei, componenta energetică a coeficientului global de izolare termică este raportul între fluxul termic şi produsul dintre volumul încălzit al clădirii şi diferenţa dintre temperatura aerului interior şi a aerului exterior, respectiv: l × A(Ti - Te )

l ×A

A 1 ×A F Lj d = = d =R =R = G1 = V V V (Ti - Te ) V V(Ti - Te ) V

[W / (m3 K) ]

Această relaţie ar fi valabilă pentru un singur element al anvelopei şi care să fie omogen, respectiv să aibă aceeaşi alcătuire constructivă pe toată suprafaţa, fără zone de punţi termice, deci rezistenţa să fie unidirecţională. Dacă însă se ţine seama de faptul că suprafaţa totală a anvelopei unei clădiri se constutuie ca o sumă a tuturor elementelor prin care se pierde fluxul termic (pereţi exteriori, planşee de pod sau terasă, planşee peste subsol, plăci pe sol, tâmplărie, etc) şi de faptul că aceste elemente cuprind în alcătuirea lor şi zone de punţi termice, respectiv rezistenţa termică unidirecţională ,,R“ , trebuie corectată în funcţie de efectul acestor punţi termice, relaţia de mai sus va avea următoarea formă :

G1 =

æ A j ×t J ö ÷ ' ' ÷ R j ø = å ( L j ×t j ) è V V

å çç

[W / (m3 K) ]

(4.11)

Mărimile care intervin în relaţia (4.11), vor fi tratate distinct în capitolele

şi

subcapitolele

următoare

.

Acestea

au

următoarea

semnificaţie : Aj

-sunt ariile caracteristice ale zonelor anvelopei, respectiv a

elementelor anvelopei (pereţi exteriori, planşeu sub terasă sau planşeu

5

de pod după caz, planşeu peste subsol neîncălzit sau pivniţă, placă pe sol, tâmplărie exterioară etc) în m2 .

R 'j - rezistenţele termice corectate a elementelor anvelopei (vezi elementele prezentate mai sus), în m2K/W; t j – factorul de corecţie al temperaturilor exterioare ariilor Aj, dat de

relaţia: tj =

Ti - Tuj

[-]

Ti - Te

(4.12) în care: Ti - este temperatura convenţională de calcul a aerului interior, care pentru clădirile de locuit, în perioada de iarnă este de : +20 ºC, iar pentru perioada de vară de + 23 ºC, considerate ca fiind temperaturile convenţionale ale încăperilor predominante din clădire; Te - este temperatura convenţională de calcul a aerului exterior, care atât pentru perioada de iarnă cât şi pentru cea de vară se ia din harta climatică; Tuj - este temperatura spaţiilor neîncălzite din clădire spre care se pierde căldura, respectiv temperatura în exteriorul suprafeţelor de arie Aj şi se determină printr-un calcul de bilanţ termic conform C 107/3 – 2005, punctul 8 . Pentru calcule în fazele de proiectare preliminare, în Normativ C 107/1 – 2005 se pot considera următoarele valori ale lui tj

:

1,0 pentru pereţi exteriori, respectiv pentru uşi şi ferestre ; 0,9 pentru planşeu de pod ; 0,5 pentru planşeu subsol neîncălzit, pivniţe ; V – volumul încălzit al clădirii, în m3 . L' j – coeficientul de cuplaj termic corectat, în W/K, conform relaţiei

(4.6), respectiv: L' j =

A R'

6

4.5.2.1. Calculul ariilor Aj şi a volumului încălzit V al clădirii Ariile elementelor de construcţie care alcătuiesc anvelopa clădirii sunt: - suprafaţa opacă a pereţilor ; - suprafaţa ferestrelor şi uşilor exterioare, precum şi a pereţilor exteriori vitraţi şi a luminatoarelor ; - suprafaţa planşelor peste ultimul nivel, sub terase sau sub poduri, după caz ; - suprafaţa planşeelor peste pivniţe sau subsoluri neîncălzite ; - suprafaţa plăcilor în contact cu solul ; - suprafaţa pereţilor în contact cu solul ; - suprafaţa pereţilor şi a planşeelor care separă volumul încălzit al clădirii, de spaţii adiacente neîncălzite ; Aceste arii se determină astfel : a.) Ariile pereţilor se calculează pe baza următoarelor dimensiuni : - pe orizontală, dimensiunile interioare ale pereţilor exteriori (perimetrul clădirii măsurat pe faţa interioară a pereţilor exteriori); - pe verticală, între faţa superioară a pardoselii de la primul nivel încălzit până la faţa interioară a tavanului ultimului nivel încălzit; b.) Ariile tâmplăriei– conform dimensiunilor nominale ale golurilor ; c.) Ariile orizontale pentru planşee: se calculează pe baza dimensiunilor conturului interior al pereţilor exteriori, ignorându-se existenţa pereţilor interiori structurali sau nestructurali; Aria anvelopei clădirii se calculează ca suma tuturor ariilor elementelor de construcţie perimetrale ale clădirii prin care au loc transferuri de căldură , respectiv suma ariilor tuturor elementelor avelopei clădirii, funcţie de modul de alcătuire a acesteia – a se vedea elementele anvelopei precizate anterior. Volumul clădirii “ V “ – reprezintă volumul delimitat, pe contur, de feţele interioare ale elementelor de construcţie perimetrale.

7

Volumul încălzit se calculează pe baza ariei delimitată în plan orizontal conform punctului ,, c “ şi a înălţimii (calculată pe verticală între faţa superioară a pardoselii de la primul nivel încălzit până la faţa interioară a tavanului ultimului nivel încălzit). Volumul V include atât încăperile încălzite direct (cu elemente de încălzire) cât şi cele încălzite indirect (cămări, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scării, puţul liftului şi alte spaţii comune) . Nu se cuprind în volumul clădirii: camerele de pubele, verandele, precum şi balcoanele şi logiile, chiar în situaţia în care ele sunt închise cu tâmplărie exterioară. 4.5.2.2. Calculul rezistenţei termice şi a coeficientului de cuplaj termic. La elementele de construcţie cu alcătuire neomogenă, rezistenţa termică şi coeficientul de cuplaj termic se calculează ţinând seama de influenţa punţilor termice asupra devierii fluxului de căldură de la normală pe suprafaţa lor, respectiv se calculează ca şi mărimi cu valori corectate (R’ şi L’). În situaţia de mai sus sunt aproape toate elementele anvelopei clădirilor, cu sau fără zone vitrate. Mărimile de mai sus, care caracterizează transferul termic în regim staţionar prin elemente de construcţie se pot calcula pe o anumită zonă caracteristică a unui element de construcţie (o faţadă, suprafaţa aferentă de planşeu pentru una sau două încăperi) sau se calculează pe tip de element “ m “ al anvelopei (pentru toţi pereţii exteriori, pentru tot planşeul de pod sau tot planşeul peste subsol neîncălzit etc). Pentru a determina însă valorile corectate ale celor două mărimi este necesar a se determina valoarea acestora ca şi mărimi unidirecţionale.

8

4.5.2.2.1. Calculul rezistenţei termice (R) şi a coeficientului de cuplaj termic (L) ca mărimi unidirecţionale. În regim staţionar, în cazul fluxului unidirecţional, rezistenţa termică defineşte capacitatea elementului de construcţie care separă două ambianţe de temperaturi diferite de a se opune propagării fluxului termic care îl străbate. a.) cazul elementelor de construcţii omogene (fig.4.1) Ti >Te Ti Tsi

q

Te

I

II

Tse

III

d l

Fig.4.1 În cazul transmisiei termice între două medii de temperaturi diferite, separate de un mediu omogen, rezistenţa termică însumează rezistenţele celor trei medii pe cate le parcurge fluxul termic.Relaţia generală de calcul este de forma: R = Rsi + Rs + Rse

(m2K/W)

(4.14)

Coeficientul de cuplaj termic este dat de raportul: L=

A R

[W/K]

(4.15)

În relaţiile 4.14 şi 4.15 mărimile au semnificaţiile: R Si - este rezistenţa termică la schimbul de căldură între mediul interior şi faţa interioară a elementului de construcţie şi este dată de relaţia:

Rsi =

1 ai

(m2K/W)

(4.16)

9

a i - coeficient de transfer termic superficial, şi reprezintă densitatea

fluxului termic ce străbate după normală suprafaţa interioară a elementului de închidere, când diferenţa dintre temperatura pe suprafaţa interioară a elementului

(Tsi) şi temperatura mediului interior (Ti ) este

egală cu unitatea. RSe - rezistenţa la schimbul de căldură între suprafaţa exterioară şi mediul exterior şi este dată de relatia: Rse =

1 ae

(m2K/W)

(4.17)

a e - coeficient de transfer termic superficial, şi reprezintă densitatea

fluxului termic ce străbate după normală suprafaţa exterioară a elementului de închidere, când diferenţa dintre temperatura pe suprafaţa exterioară a elementului (Tse) şi temperatura mediului exterior (Te) este egală cu unitatea. RS - rezistenţa termică la schimbul de căldură prin conducţie, prin elementul de construcţie de grosime “ d “ şi conductivitate l şi este dată de relaţia: Rs =

d l

(m2K/W)

(4.18)

Valorile coeficienţilor αi şi αe şi ale rezistenţelor termice Rsi şi Rse sunt date în Normativ C 107/3 – 2005 . Valorile coeficientului de conductivitate termică λ pentru gama uzuală de materiale de construcţie sunt prezentate în Normativ C 107/3 – 2005 b.) cazul elementelor de construcţie stratificate, cu straturi perpendiculare pe fluxul termic (fig.4.2) Este situaţia cea mai des întâlnită în cazul elementelor de construcţie, deoarece nici un element de construcţie nu este alcătuit doar dintr-un singur strat .

10

Rezistenţa termică însumează rezistenţele termice ale celor trei medii, cu observaţia că pentru mediul al II-lea, rezistenţa la permeabilitate termică este suma rezistenţelor straturilor componente. Ca urmare, rezistenţa termică unidirectională este dată de relaţia: R = Rsi + ΣRsj + Rse

[m2K/W]

În relaţia de mai sus å Rsj =

(4.19)

dj d1 d2 d3 + + + ××××× + l1 l 2 l 3 lj

II I

l1

l2 lj

III

l3

Ti T1

Tsi

T2 q

Tj Tse Te d1

d2 dj

d3

Fig. 4.2

Coeficientul de cuplaj termic este dat de relaţia 4.15 În cazul în care în alcătuirea constructivă intervin straturi de grosime variabilă, cum sunt straturile de beton de pantă, acestea se introduc în calcul cu grosimea medie. c.) cazul elementelor de construcţie cu straturi de aer În acest caz rezistenţa termică în mediul II, cuprinde şi rezistenţa Ra a straturilor de aer. R = Rsi + ΣRsj + ∑Rai + Rse

[m2K/W]

(4.20)

11

Rezistenţa Rai a straturilor de aer se calculează conform Normativului C107/3-2005, Anexa E . Coeficientul de cuplaj termic este dat de relaţia 4.15. 4.5.2.2.2. Calculul rezistenţei termice corectată ( R' ) a. Calculul rezistenţei termice corectată utilizând coeficientul de reducere ,,r“ Relaţia de calcul este următoarea: R’ = r . R

(m2K/W )

în care : R este rezistenţa termică unidirecţională, calculată în câmp curent, respectiv în zona cu alcătuire predominantă, în m2K/W; r – coeficientul de reducere a rezistenţei termice unidirecţionale ţinând seama de influienţa defavorabilă a punţilor termice; a.1. Metoda bazată pe experienţa de proiectare Pentru fazele preliminare de proiectare (PAC, PT) şi pentru clădiri de mică importanţă sau cu repetabilitate redusă, Normativul C107/1-2005 recomandă pentru coeficientul de reducere “ r “ valori în limitele de mai jos: r = 0,55 – 0,80

pentru pereţi exteriori;

r = 0,75 – 0,85

pentru planşee terasă şi de pod;

r = 0,80 – 0,90

pentru pereţi la rosturi;

r = 0,65 – 0,75

pentru planşee peste subsol neîncălzit, plăci

pe sol, planşee sub bowindouri şi peste ganguri. Alegerea valorii coeficientului “ r “ în limitele de mai sus, rămâne la latitudinea proiectantului, care va ţine seama de alcătuirea constructivă a elementului de construcţie, de procentul de punţi termice şi de gradul de corectare a acestora.

12

a.2. Metoda bazată pe câmpul plan şi spaţial de temperaturi Metoda este prezentată în Normativul C107/3-2005. Coeficientul r de reducere a rezistenţei termice unidirecţionale se calculează cu relaţia: r =

1 R [å (y × l ) + å c] 1+ A

[-]

(4.21)

A - este aria de calcul, în m2, care poate fi un element de închidere sau o porţiune din acesta, pe care se găsesc punţi termice liniare şi/sau punctuale (agrafe, dornuri, bolţuri); ψ – coeficient specific liniar, care introduce efectul defavorabil al punţilor termice liniare de pe aria A, în W/mK; l – lungimea punţilor termice liniare, în m; χ – coeficient specific punctual, care introduce efectul defavorabil al punţilor termice punctuale, în W/K. Normativul C107/3-2005 cuprinde tabele cu valorile coeficientilor ψ şi χ pentru diferite alcătuiri constructive şi poziţii reciproce ale elementelor anvelopei clădirilor, pentru grosimi uzuale şi pentru conductivităţi termice convenţionale ale materialelor de construcţie.

13

ANEXE

CARACTERISTICILE TERMOTEHNICE ALE MATERIALELOR DE CONSTRUCŢIE *)

Nr. crt.

0

1 2

3 4 5

6

7

Densitate aparentă

Conductivitatea termică de calcul

Coeficientul de asimilare termică

ρ kg/m3 2

λ [W/(mK)] 3

s [W/(m2K)] 4

Factorul rezistenţei la permeabilitate la vapori 1/KD (μDj) [-] 5

1900 500 300

0,35 0,13 0,09

6,35 1,99 1,28

24,3 1,6 1,6

1800 2100 1100

0,75 1,04 0,17

9,05 11,51 3,37

85,0 85,0 *)

2600 2500 2400

2.03 1,74 1,62

17,90 16,25 15,36

24,3 21,3 21,3

2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000

1,62 1,39 1,16 0,93 0,75 0,58 0,46 0,37

15,36 13,36 11,86 10,08 8,53 7,02 5,79 4,74

21,3 14,9 12,1 8,5 7,1 4,7 4,3 3,9

Denumire material

1 I. Produse pe bază de azbest Capacitate calorică masică c = 840 J/(kgK) Plăci din foi de azbest Plăci termoizolante din azbest II. Materiale asfaltice şi bituminoase Capacitate calorică masică c = 840 J/(kgK) Mortar asfaltic Beton asfaltic Bitum III. Betoane Capacitate calorică masică c = 840 J/(kgK) Beton armat Beto simplu cu agregate naturale de natură sedimentară sau amorfă (pietriş, tuf calcaros, diatomit)

8

Beton cu zgură de cazan

1800 1600 1400 1200 1000

0,87 0,75 0,64 0,52 0,46

9,75 8,53 7,37 6,15 4,99

8,5 7,7 7,1 6,1 4,7

9

Beton cu zgură granulată

1800 1600 1400 1200

0,64 0,58 0,52 0,46

8,36 7,50 6,65 5,79

7,7 7,1 6,6 6,1

10

Beton cu zgură expandată

1600 1400 1200

0,58 0,46 0,41

7,50 6,25 5,46

7,1 6,5 6,0

14 0 11

Beton cu perlit

12

Beton cu granulit

13

Beton celular autoclavizat (gazbeton): - tip GBC-50 - tip GBN-50 - tip GBN-35 - tip GBN-T; GBC-T

14

15 16 17 18

1

Produse rigide spumate din cenuşă de termocentrală liată cu ciment IV. Betoane Capacitate calorică masică c = 840 J/(kgK) Mortar de ciment Mortar de ciment şi var Mortar de var Mortar de zgură cu ciment V. Vată minerală şi produse din vată minerală Capacitate calorică masică cp = 750 J/(kgK)

19

20

21

22

Vată minerală: - tip 60 - tip 70 Saltele din vată minerală: - tip SCI 60, SCO 60, SPS 60 - tip SPS 70 Pâslă minerală: - tip P 40 - tip P 60 - tip P 90 Plăci din vată minerală: - tip G 100 - tip G 140 - tip AP 140

2 1200 1000 800 600

3 0,41 0,33 0,26 0,17

4 5,46 4,47 3,55 2,49

5 4,3 3,4 2,4 2,1

1800 1700 1600 1500 1400 1200 1000 800 600 400

0,81 0,76 0,70 0,64 0,58 0,46 0,35 0,29 0,23 0,17

9,41 8,85 8,24 7,63 7,02 5,79 4,61 3,75 2,89 2,03

7,1 7,0 6,9 6,8 6,5 6,1 4,7 3,4 2,4 1,9

750 700 600 550

0,28 0,27 0,24 0,22

3,57 3,39 2,96 2,71

4,2 4,2 3,7 3,5

500 400

0,20 0,16

2,46 1,97

3,1 2,6

1800 1700 1600 1400 1200

0,93 0,87 0,70 0,64 0,52

10,03 9,47 8,24 7,37 6,15

8,5 7,1 5,3 5,7 4,7

60 70

0,042 0,045

0,37 0,41

1,1 1,1

100-130 120-150

0,040 0,045

0,50 0,59

1,3 1,3

40 60 90

0,043 0,040 0,040

0,31 0,36 0,44

1,1 1,6 2,0

100 140 120-140

0,048 0,040 0,044

0,51 0,55 0,56

2,1 2,4 2,4

23

Plăci rigide din fibre de basalt tip PB 160 160 VI. Sticlă şi produse pe bază de sticlă Capacitate calorică masică cp = 840 J/(kgK)

0,050

0,66

2,5

24

Sticlă

0,75

10,67

∞

2500

15 0 25

26

27 28 29 30 31 32

Sticlă spongioasă

1

2 400 300 140

Vată de sticlă: - cal. I 80 - cal. II 100 VII. Produse pe bază de ipsos, perlit, diatomit Capacitate calorică masică cp = 840 J/(kgK) Plăci de ipsos 1100 1000 Plăci de ipsos cu umplutură organică 700 Ipsos celular 500 Şapă de ipsos 1600 Produse termoizolante din diatomit 600 Plăci termoizolante din perlit liate cu 500 ciment 270 VIII. Pământuri şi umpluturi Capacitate calorică masică cp = 840 J/(kgK)

3 0,14 0,12 0,075

4 1,84 1,48 0,80

5 28,3 28,3 28,3

0,036 0,041

0,42 0,50

1,1 1,2

0,41 0,37 0,23 0,18 1,03 0,22 0,19 0,16

5,23 4,74 3,13 2,34 10,00 2,83 2,40 1,62

6,1 6,5 3,4 1,7 11,2 1,9

1,16 0,58 0,70

11,28 7,50 8,74

3,9 2,4

Pământ vegetal în stare umedă 1800 Umplutură din nisip 1600 Umplutură din pietriş 1800 IX. Lemn şi produse din lemn Capacitate calorică masică cp = 2510 J/(kgK) Pin şi brad - perpendicular pe fibre 550 - în lungul fibrelor 550 Stejar şi fag - perpendicular pe fibre 800 - în lungul fibrelor 800

0,17 0,35

4,12 5,91

10,4 2,0

0,23 0,41

5,78 7,71

11,3 2,1

38

Placaj încleiat

600

0,17

4,30

28,3

39

Rumeguş

250

0,09

2,02

2,4

40

Plăci termoizolante din talaş, tip STABILIT

400 300

0,14 0,13

3,19 2,66

2,4 2,1

41

Beton cu agregate vegetale (talaş, rumeguş, puzderie)

800 600

0,21 0,16

5,52 4,17

5,3 5,0

42

Plăci termoizolante din coajă de răşinoase - tip PACOSIP - tip ISOTER

750 350 270

0,216 0,125 0,116

5,42 2,82 2,38

5,3 2,4 2,1

43

Plăci din fibre de lemn, tip PFL (plăci moi) - plăci S - plăci B şi BA

220-350 230-400

0,084 0,094

2,08 2,32

2,7 3,7

300

0,084

2,14

2,7

350 650 550 700 600 500 450

0,101 0,204 0,180 0,264 0,216 0,168 0,156

2,53 4,90 4,24 5,79 4,85 3,90 3,57

2,8 7,1 4,3 8,5 7,1 3,4 2,8

33 34 35

36

37

44 45

Plăci aglomerate fibrolemnoase, tip PAF Plăci din aşchii de lemn, tip PAL: - termoizolante - startificate -

omogene pline

-

omogene cu goluri

16 0

46 47

1 2 X. Produse termoizolante fibroase de natură organică Capacitate calorică masică cp = 1670 J/(kgK) Plăci aglomerate din puzderie, tip PAP 300 200 Stufit - presat manual 250 - presat cu maşina 400

48

Plăci din paie

49

Plăci din deşeuri textile sintetice, tip IZOBLASIN 150 Saltele din deşeuri textile sintetice, tip vată de tapiţerie 100 Saltele din deşeuri textile sintetice în folie de polietilenă 80-100 XI. Umpluturi termoizolante Capacitate calorică masică cp = 840 J/(kgK)

50 51

250 120

3

4

5

0,101 0,086

1,91 1,44

3,5 3,0

0,09 0,14

1,65 2,60

1,3 1,4

0,14 0,05

2,05 0,85

1,4 1,3

0,05

0,87

2,4

0,045

0,74

1,1

0,055

0,81

-

52

Zgură de cazan

1000 700

0,35 0,26

4,61 3,32

3,3 2,9

53

Zgură granulată, zgură expandată

1100 900 500

0,36 0,31 0,19

4,90 4,11 2,40

3,4 3,1 2,7

54

Cenuşă şi zgură de termocentrală

650

0,29

3,38

3,0

55

Granulit

900 500 300

0,49 0,25 0,18

5,17 2,75 1,81

3,0 2,1 1,7

56

Perlit

200 100

0,088 0,083

1,03 0,71

1,9 0,9

57

Diatomit

700 500

0,25 0,20

3,26 2,46

-

XII. Pietre naturale şi zidărie din piatră naturală Capacitate calorică masică cp = 920 J/(kgK) 58

Scorie bazaltică

1000

0,26

4,16

-

59

Marmură, granit, basalt

2800

3,48

25,45

56,7

60

Gresie şi cuarţite

2400

2,03

17,99

17,0

61

Pietre calcaroase

2000 1700

1,16 0,93

12,42 10,25

10,6 8,5

62

Tuf calcaros

1300

0,52

6,70

4,3

63

Zidarie din pietre de formă regulată, cu densitatea aparentă a pietrei de: - 2800 kg/m3 - 2000 kg/m3 - 1200 kg/m3 -

2680 1960 1260

3,19 1,13 0,51

23,89 12,13 6,54

30,4 9,9 4,9

17 0 64

1 Zidarie din pietre de forma neregulată, cu densitatea aparentă a pietrei de: - 2800 kg/m3 - 2000 kg/m3 - 1200 kg/m3

2

3

4

5

2420 1900 1380

2,55 1,06 0,60

20,30 11,57 7,42

15,5 8,7 5,3

XIII. Zidărie din cărămizi, blocuri mici şi produse din beton celular autoclavizat Capacitate calorică masică cp = 870 J/(kgK) 65

Zidărie din cărămizi pline

66

Zidărie din cărămizi cu goluri verticale, tip GVP, cu densitatea aparentă a cărămizilor de: - 1675 kg/m3 - 1475 kg/m3 - 1325 kg/m3 - 1200 kg/m3 - 1075 kg/m3 950 kg/m3

67

1800

0,80

9,51

6,1

1700 1550 1450 1350 1250 1150

0,75 0,70 0,64 0,58 0,55 0,46

8,95 8,26 7,64 7,02 6,57 5,77

5,3 5,0 4,7 4,5 4,3 4,1

1200

0,52

6,26

3,4

1980 1800 1620 1440 1260 1080

1,16 0,93 0,75 0,61 0,50 0,42

12,02 10,26 8,72 7,43 6,29 5,43

10,6 8,5 7,1 4,7 4,3 3,9

675 775

0,27 0,30

3,38 3,82

3,8 4,3

725 825

0,30 0,34

3,70 4,20

3,9 4,4

625 725

0,25 0,28

3,13 3,57

3,7 4,2

Oţel de construcţii 7850 Fontă 7200 Aluminiu 2600 XV. Polimeri şi spume de polimeri Capacitate calorică masică cp = 1460 J/(kgK)

58 50 220

125,6 111,7 140,8

∞ ∞ ∞

0,044 0,05 0,05 0,042

0,30 0,61 0,40 0,36

30,0 3,0 3,0 30,0

68

Zidărie din cărămizi de diatomit, cu densitatea aparentă a cărămizilor de 1000 kg/m3

69

Zidărie din blocuri mici pline din beton cu agregate uşoare, cu densitatea aparentă a blocurilor de: - 2000 kg/m3 - 1800 kg/m3 - 1600 kg/m3 - 1400 kg/m3 - 1200 kg/m3 - 1000 kg/m3

70

71 72 73

Zidărie din blocuri de beton celular autoclavizat: - cu rosturi subţiri · tip GBN 35 · tip GBN 50 - cu rosturi obişnuite · tip GBN 35 · tip GBN 50 Fâşii armate din beton celular autoclavizat: · tip GBN 35 · tip GBN 50 XIV. Metale Capacitate calorică masică cp = 480 J/(kgK)

74 75

Polistiren celular Spume de policlorură de vinil

76

Poliuretan celular

20 70 39 30

18 0

77

78

1 2 XVI. Materiale în suluri Capacitate calorică masică cp = 1460 J/(kgK) Covor PVC - fără suport textil 1800 1600 - cu suport textil 1600 1400 Pânză bitumată, carton bitumat etc. 600

*) Valori preluate după Normativul C 107/3-97 **) Valoarea este conform STAS 6472/4-89

3

4

5

0,38 0,33 0,29 0,23 0,17

8,49 7,46 7,00 5,83 3,28

425 425 425 425 **)

COEFICIENŢI DE TRANSFER TERMIC SUPERFICIAL [W/m2K] ŞI REZISTENŢE TERMICE SUPERFICIALE [m2K/W] Elemente de construcţie în contact cu : DIRECŢIA ŞI SENSUL FLUXULUI TERMIC

(*)

- exteriorul - pasaje deschise (ganguri) - rosturi deschise

Elemente de construcţie în contact cu spaţii ventilate neîncălzite : - subsoluri şi pivniţe - poduri - balcoane şi logii închise - rosturi inchise - alte încăperi ai ae R si R se

ai R si

ae R se

8 0,125

24 (*) 0,042

8 0,125

12 0,084

8 0,125

24 (*) 0,042

8 0,125

12 0,084

6 0,167

24 (*) 0,042

6 0,167

12 0,084

- pentru condiţii de vară: αe = 12 W/m2K, Rse = 0,084 m2K/W.

19

Valorile normate ale rezistenţelor termice corectate pe tip de element, (R’ min) conform Normativ C107/1 – 2005 sunt redate în tabelul de mai jos

Valorile din tabelul de mai sus au fost modificate prin Ordinul nr.2531 al MDRT din decembrie 2010.

20

Valorile normate ale rezistenţelor termice corectate pe tip de element R’ min

conform conform Ordinul nr.2531 al MDRT din decembrie 2010 sunt

redate în tabelul de mai jos

Nr. crt.

Elementul de constructie

Clădiri de locuit R’min U’max [m2K/W]

[W/m2K]

1. Pereti exteriori (exclusiv suprafetele vitrate, inclusiv peretii adiacenti rosturilor deschise) 2. Tâmplărie exterioară

1,80

0,56

0,77

1,30

3 Plansee peste ultimul nivel, sub terase sau poduri 4. Plansee peste subsoluri neîncălzite si

5,00

0,20

2,90

0,35

5. Pereti adiacenti rosturilor închise

1,10

0,90

6. Plansee care delimitează clădirea la partea inferioară, de exterior (la bowindouri, ganguri de trecere etc.) 7. Plăci pe sol (peste CTS)

4,50

0,22

4,50

0,22

8. Plăci la partea inferioară a demisolurilor sau a subsolurilor încălzite (sub CTS) 9. Pereti exteriori, sub CTS, la demisolurile sau la subsolurile încălzite

4,80

0,21

2,90

0,35

pivnite

21

Valorile normate ale coeficientului global de izolare termică conform Ordin nr.2531 al MDRT din decembrie 2010 sunt conform tabelului de mai jos: Numărul de niveluri N 1

2

3

A/V [m2/m3] 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 ≥ 1,10 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 ≥ 0,75 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 ≥ 0,60

GN [W/m3K] 0,55 0,58 0,61 0,63 0,66 0,67 0,68 0,41 0,44 0,48 0,50 0,52 0,53 0,54 0,35 0,38 0,41 0,44 0,47 0,48 0,49

Numărul de niveluri N 4

5

>10

A/V [m2/m3] 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 ≥ 0,55 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 ≥ 0,50 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 ≥ 0,45

GN [W/m3K] 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,47 0,31 0,34 0,37 0,40 0,42 0,44 0,45 0,30 0,32 0,35 0,38 0,40 0,42 0,42

NOTĂ: 1.Pentru alte valori A/V şi număr de niveluri se interpolează liniar 2. La clădirile existente care urmează a fi reabilitate si modernizate, valorile din tabel au caracter de recomandare. A – aria anvelopei clădirii de locuit; V - volumul interior, încălzit, al clădirii.

22

NUMĂRUL SCHIMBURILOR DE AER PE ORĂ – n – ( h-1 ) LA CLĂDIRI DE LOCUIT CATEGORIA CLĂDIRII

Clădiri individuale (case unifamiliale, cuplate sau înşiruite, ş.a.) Clădiri cu Dublă mai multe expunere apartamente, cămine, Simplă internate, ş.a. expunere

CLASA DE ADĂPOSTIRE

neadăpostite moderat adăpostite adăpostite neadăpostite moderat adăpostite adăpostite neadăpostite moderat adăpostite adăpostite

CLASA DE PERMEABILITATE ridicată medie scăzută

1,5 1,1 0,7 1,2 0,9 0,6 1,0 0,7 0,5

0,8 0,6 0,5 0,7 0,6 0,5 0,6 0,5 0,5

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

CLASA DE ADÃPOSTIRE Neadăpostite: Clădiri foarte înalte, clădiri la periferia oraşelor şi în pieţe Moderat adăpostite: Clădiri în interiorul oraşelor, cu maximum 3 clădiri în apropiere Adăpostie: Clădiri în centrul oraşelor, clădiri în păduri CLASA DE PERMEABILITATE Ridicată: Clădiri cu tâmplărie exterioară fără măsuri de etanşare Medie: Clădiri cu tâmplărie exterioară cu garnituri de etanşare Scăzută: Clădiri cu ventilare controlată şi cu tâmplărie exterioară prevăzută cu măsuri speciale de etanşare

23

Calculul ariilor Aj şi a volumului încălzit V al clădirii –schiţe conform normativ Ca principiu, suprafeţele elementelor perimetrale care alcătuiesc anvelopa clădirii se delimitează de mediile exterioare lor, prin feţele interioare. Dimensiunile în plan şi pe verticală se obţin ca în fig. 4.3 şi 4.4, prin decuparea elementelor despărţitoare la faţa interioară a celor exterioare.

Fig. 4.3 Modul de calcul al lungimilor în plan LEGENDĂ: l– lungimi în plan f – dimensiunile nominale ale tâmplăriei exterioare .

Fig. 4.4 Modul de calcul al înăltimilor

a – acoperiş cu pod sau terasă b – subsol sau sol

24

Fig. 4.5 Stabilirea dimensiunilor anvelopei a. Dimensiuni conform proiectului b. Dimensiuni de calcul

25

Fig.4.6. EXEMPLU DE CALCUL AL LUNGIMILOR ŞI ARIILOR ÎN PLAN a – Pereţi exteriori b – Pereţi interiori structurali c – Pereţi interiori nestructurali Pe verticală, înălţimea clădirii se consideră de la faţa superioară a pardoselii primului nivel încălzit, până la intradosul planşeului peste ultimul nivel încălzit. Ariile suprafeţelor vitrate se obţin considerând dimensiunile nominale ale golurilor respective. Suprafeţele înclinate se introduc în calcul cu aria calculată pe pantă (fig. 4.5). Volumul încălzit se calculează pe baza ariei delimitată în plan orizontal ca mai sus şi a înălţimii calculată ca în fig. 4.3 şi 4.4.

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL I

Curs nr. 6 Continuare curs nr.5 – punctul 4.5.2.2.2. Calculul rezistenţei termice corectată ( R' ) c.Metoda de calcul din Normativul C 107/3-2005- Anexa H Metoda prezintă calculul direct al rezistenţei termice corectată R ¢ pentru o arie A a unui element de construcţie cu alcătuire caracteristică neomogenă, ca medie aritmetică a rezistenţelor termice Rmax şi Rmin, acestea din urmă reprezentând: Rmax este rezistenţa termică unidirecţională calculată ca medie ponderată pe zonele Am, cu

alcătuiri distincte, paralele cu fluxul termic, în m2K/W;

Rmin - rezistenţa termică unidirecţională considerând straturile verticale cu grosimea dj şi

conductivitatea termică l ¢j ca medie ponderată cu ariile Am, în

m2K/W. Procedeul metodei este redat mai jos, pentru o suprafaţă cu alcătuire neomogenă a unui element de construcţie conform figurii de mai jos.

L

Ac c Ab b Aa a

Zone

Ad d

H

Straturi 1 2 3

d1 d2 d3

Fig. 3.7

Dimensiunile L şi H se stabilesc în funcţie de situaţia reală. Lungimea L poate fi 1 m, o travee sau o faţadă. Înălţimea H poate fi o fâşie orizontală cu înălţimea de 1 m, un nivel sau o faţadă.

2

Pentru calculul efectiv se procedează ca mai jos: - elementul de construcţie de arie A = L x H se împarte în fâşii (zone) orizontale cu înălţimile a,b, c şi d şi cu ariile Aa, Ab, Ac şi Ad, ca în cazul din figură. - pe verticală elementul de construcţie se împarte în straturile j = 1, 2 şi 3 cu grosimile dj şi conductivităţile termice λ aj, λ bj , λ cj şi λ dj , respectiv : λ aj în cazul de faţă : λ a1 ; λ a2 ; λ a3 ; λ bj în cazul de faţă : λ b1 ; λ b2 ; λ b3 ; λ cj în cazul de faţă : λ c1 ; λ c2 ; λ c3 ; Se calculează coeficienţii de pondere ai ariilor zonelor cu relaţiile: fa = Aa/A ; fb = Ab/A ; fc = Ac/A şi

fd = Ad/A

[-]

(4.22)

fa + fb + fc + fd = 1,0 - se calculează rezistenţele termice unidirecţionale pe zone cu relaţiile: Ra = Rsi + å Rc = Rsi + å

dj l aj dj l cj

+Rse ;

Rb = Rsi + å

+Rse

Rd = Rsi + å

;

dj l bj dj l dj

+Rse +Rse

[ m2K/W ]

( 4.23 )

Exemplu : Ra = Rsi +

d1 d d d d d + 2 + 3 +Rse ; Rb = Rsi + 1 + 2 + 3 +Rse ; l a1 l a2 l a3 l b1 l b 2 l b3

Rc şi Rd se calculează la fel. - se calculează conductivităţile termice medii ponderate pe stratul j cu relaţii de forma: l ¢j

= λaj·fa + λbj·fb + λcj·fc + λdj·fd

[W/MK]

(4.24)

Exemplu: l'1 = l a1 × fa + l b1 × fb + l c1 × fc + l d1 × fd ; l'2 = l a 2 × fa + l b 2 × fb + l c 2 × fc + l d2 × fd ;

Rezistenţa termică maximă se obţine cu relaţia de ponderare : Rmax =

1 fa f f f + b + c + d Ra Rb Rc Rd

[m2K/W]

(4.25)

3

Rezistenţa termică minimă se obţine cu relaţia: Rmin = Rsi + å

dj l' j

[m2K/W]

+Rse

(4.26)

Exemplu : Rmin = Rsi +

d1 d2 d3 + + l'1 l'2 l'3

+Rse

Rezistenţa termică corectată pe aria de calcul A = L x H se obţine ca medie aritmetică a rezistenţelor Rmax şi Rmin : R¢ =

R max + R min 2

[m2K/W]

(4.27)

Desigur că având determinate (indiferent prin ce metodă) rezistenţele termice corectate pe tip de element de construcţie, acestea se pot compara cu rezistenţele termice minime R’ min normate. Pentru o bună proiectare higrotermică R’ef. > R’ min

normat

Valorile normate ale rezistenţelor termice corectate pe tip de element, (R’ min) conform Normativ C107/1 – 2005 sunt redate în tabelul din cadrul cursului nr. 5 Deoarece aceste valori au fost modificate prin ordinul 2531 al MDRT , tot în cadrul cursului nr. 5 , la ANEXE este redat şi tabelul cu valorile normate ale rezistenţelor termice corectate pe tip de element R’ min conform conform Ordinul nr.2531 al MDRT din decembrie 2010. 4.5.2.2.3. Rezistenţa termică şi coeficientul de cuplaj, cu valori corectate pentru zonele vitrate Rezistenţa termică corectată R ' , în m2K / W, care ţine seama de alcătuirea zonelor vitrate, formate de regulă din toc, cercevele şi geam în cazul ferestrelor şi din toc, zona opacă şi eventual geam în cazul uşilor, este dată în Normativul C107/3-2005,tabelul V Pentru alte alcătuiri decât cele din tabel, Normativul C107/3-2005 prezintă o metodologie mai complexă de calcul .

4

Coeficientul de cuplaj termic corectat este raportul între aria golului calculată cu dimensiunile nominale şi rezistenţa termică corectată a elementului vitrat: L' =

A R'

[W/K]

Avnâ în vedere faptul că ceea ce s-a prezentat mai sus privind determinarea rezistenţei termice unidirecţionale şi a rezistenţei termice corectate are aplicabilitate pentru elementele supraterane, se va prezenta în continuare şi modul de teterminare a acestor mărimi şi pentru elementele care se găsesc sub cota terenului, respectiv se va pezenta cazul elementelor în contact cu solul. 4.5.2.2.4.CALCULUL ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE ÎN CONTACT CU SOLUL Cazuri caracteristice a. Placa pe sol Placa pe sol este un planşeu cu o alcătuire constructivă specifică, care reazemă direct pe pământ, la nivelul CTS sau peste acest nivel. În alcătuirea plăcii pe sol intră toate straturile cuprinse între cota superioară a pardoselii (± 0,00) şi cota superioară a pământului natural sau a pământului de umplutură (grosimea f). Placa pe sol include o placă de beton armat, straturile pardoselii, stratul termoizolant, hidroizolaţia orizontală şi eventual strat de pietriş sub placă.

5 U1' -coeficient de transfer termic corectat aferent plăcii pe sol de suprafaţă A;

z – înălţimea de la faţa superioară a pardoselii, la CTS (cota terenului sistematizat); h – înălţimea de la faţa superioară a plăcii de beton armat la CTS; U '0 - coeficient de transfer termic corectat aferent peretelui de la parter. a.1. Rezistenţa termică corectată a plăcii pe sol R1' şi respectiv coeficientul de transfer termic corectat U1' = U1' =

1 , se determină cu relaţia : R1'

1 1 DTP å (y 1 × l ) + = × A R 1' R 1 Dt

[ W / m2 K ]

( 4.28 )

în care : A – aria încăperii sau a întregului parter [ m2 ] ; l – lungimea conturului exterior al clădirii, aferente suprafeţei A [ m ] ; R1 – rezistenţa termică unidirecţională a tuturor straturilor cuprinse între cota ± 0,00 şi cota stratului invariabil CSI [ m2 k / W ] ; CSI – cota stratului invariabil, respectiv nivelul la care temperatura în pământ este constantă tot timpul anului (nivelul până la care se resimt oscilaţiile anuale ale temperaturilor exterioare). Cota CSI este considerată la adâncimea de 7,0 m de la CTS . Tp – temperatura pământului la cota CSI, care are următoarele valori : Zona I = + 11 o C Zona II = + 10 o C Zona III = + 9 o C Zona IV = + 8 o C DTP - diferenţa de temperatură între Ti şi TP ; DT

- diferenţa

de temperatură intre Ti şi Te ;

y 1 - coeficientul liniar de transfer termic aferent conturului exterior al clădirii

în [ W/ mk ] – determinat conform tabelelor 1…..10 din normative C107/5-2005 R1 =

åd

1 dp1 + z - f dp 2 d + + +å 6 lp1 lp 2 l

= f

[ m2 k / W ]

( 4.29 )

6

Valorile R1' şi U1' se pot calcula atât pentru fiecare încăpere în parte cât şi pentru întraga suprafaţă a paterului . Dacă detaliul de alcătuire a soclului este acelaşi pe tot conturul exterior al clădirii, la calculul valorilor R1' şi U1' pentru ansamblul clădirii, în locul termenului

å (y × l) 1

A

, consideră următoarea formă : y 1

P , în care P este perimetrul clădirii . A

Relaţiile de calcul de mai sus sunt precum şi tabelele aferente sunt valabile pentru încăperile încălzite amplasate peste CTS, având : 0,20 m ≤ z ≤ 1,50 m . Variaţia convenţională a temperaturilor în sol, considerată în calcul precum şi valorile aferente porţiunilor d p1 şi d p 2 , cu valorile conductivităţilor aferente sunt prezentate în figura de mai jos. Conductivitatea termică de calcul aferentă stratului de umplutură de pământ este aceeaşi cu a lui stratului d p1 respectiv, l = 2,0 W/(mK)

7

b. Subsol încălzit, parţial îngropat

Rezstenţa termică corectată a pereţilor subsolului R3' ( U 3' ), se referă exclusiv la porţiunea subterană a acestora, pe înălţimea z, între CTS şi cota superioară a pardoselii de la subsol. Pentru zonele de pereţi exteriori ai subsolului de peste cota CTS, se aplică relaţiile de calcul folosite la pereţii exteriori curenţi . Pentru situaţiile curente, rezistenţa R3' se determină prin dublă interpolare sau extrapolare a valorilor din tabelul 11 din Normativ C 107/5 – 05, în funcţie de “ h “ şi de rezistenţele unidirecţionale R2 şi R3 . R3 =

1 d +å 8 l

åd = g

[ m2 k / W ]

( 4.30 )

8

Rezistenţa termică corectată a plăcii subsolului R2' şi respectiv coeficientul de transfer termic corectat U 2' = U 2' =

R2 =

1 , se determină relaţia : R '2

1 DTP å (y 2 × l ) 1 + = × ' A R 2 R 2 Dt

[ W / m2 K ]

d 1 dp1 - z - f dp 2 + + +å lp1 lp 2 l 6

[ m2 k / W ]

( 4.31 )

(4.32 )

Semnificaţia termenilor din relaţiile de mai sus este aceeaşi ca şi la placa pe sol. Coeficienţii liniari de transfer termic y 2 se determină din tabelul 11 al Normativului C 107/5 – 05 . Relaţiile de calcul de mai sus sunt valabile pentru încăperile încălzite amplasate parţial sub CTS : - demisoluri având z ≥ 0,20 m. - subsoluri având

z ≤ 2,50 m.

Având calculate ariile

zonelor

caracteristice ale elementelor de

construcţie (suprafaţa opacă a pereţilor exteriori, suprafaţa tâmplăriei exterioare în funcţie de specificul şi tipul acesteia, suprafaţa planşeului sub terasă sau planseu de pod după caz, suprafaţa planşeului peste subsol sau placa pe sol), rezistenţele termice corectate ale acestor suprafeţe, am determinat pe t j - factorul de corecţie al temperaturilor exterioare ariilor Aj şi volumul încălzit, putem determina factorul G1 – componenta energetică a coeficientului global de izolare termică. Având determinată şi componenta de calitate a coeficientului global de izolare termică, respectiv factorul G2, se poate trece la determinare coeficientului global de izolare termică, respectiv: G = Gl + G2 Aşa cum s-a precizat în relaţia (9.8) din cursul nr.5, nivelul de izolare termică globală a clădirii este corespunzător, dacă se realizează condiţia: G ≤ GN [W/(m3K)];

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL I

Curs nr. 7 4.6. NUMĂRUL ANUAL DE GRADE-ZILE DE CALCUL Numărul anual de grade-zile de calcul, corespunzător localităţii unde este amplasată clădirea, calculat pentru temperatura interioară medie în perioada de încălzire (q i ) şi pentru temperatura exterioară medie zilnică care marchează începerea şi oprirea încălzirii (q eo = +12 0 C ), exprimat în [K × zile] , se determină cu următoarea relaţia : qi N 12 = N 1220 - (20 - qi ) D12

(K . zile)

( 4.33 )

în care : N 1220 - numărul anual de grade-zile de calcul, pentru qi = + 20o C şi pentru o

q eo = + 12 C, (K . zile)

qi - temperature interioară medie a clădirii (

o

C);

D12 - durata convenţională a perioadei de încălzire,corespunzătoare temperaturii exterioare care marchează începerea şi oprirea încălzirii q eo = + 12

o

C , ( zile ) ;

4.6.1. Temperatura interioară medie a clădirii se calculează cu relaţia :

(q × V ) åV

qi = å

j

uj

(oC)

(4.34)

uj

în care : V uj - volumul util al fiecăreia din încăperile direct încălzite ( prevăzute cu corpuri de încălzire ) ale clădirii , ( m3 ) ; q j -temperatura interioară de calcul a încăperilor direct încălzite ale clădirii;

Volumul util al încăperilor V uj se determină prin înmulţirea ariei utile ( A uj ) cu înălţimea liberă ( h uj ) măsurată între faţa superioară a pardoselii şi tavan; Dacă încăperile au aceeaşi înălţime liberă, se poate folosi relaţia :

(q × A ) åA

qi = å

j

uj

uj

(oC)

(4.35)

2

în care A uj - aria utilă a fiecăreia din încăperile direct încălzite ale clădirii (m2). Pentru o serie de localităţi, numărul anual de grade-zile de calcul N 1220 şi durata convenţională a perioadei de încălzire D12 sunt date în tabelul 4.1 din Ghidul indicativ GP 058 /2000, respectiv în tabelul 7.1 din normativ C107/12005. Sigur că aceste valori sunt valabile la clădirile la care temperatura exterioară care marchează începerea şi oprirea încălzirii este q eo = + 12o C 4.7. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE CORECŢIE “ C “ Coeficientul de corecţie “ C “ ţine seama de : -

reducerea temperaturii interioare pe durata nopţii ;

-

variaţia în timp a temperaturii exterioare ;

-

dotarea instalaţiei interioare de încălzire cu dispozitive de reglare thermostată a temperaturii interioare;

-

regimul de exploatare a instalaţiei de încălzire. Coeficientul de corecţie C se determină, în funcţie de numărul de gradezile N 1220 .

4.8. APORTUL DE CĂLDURĂ INTERNĂ Aportul util de căldură rezultată din locuirea clădirii (căldura internă) Qi , provine din: - fluxul termic emis de persoanele care locuiesc, muncesc sau sataţionează în încăperile clădirii; - utilizarea apei calde pentru spălat, activităţi menajere, etc; - prepararea hranei, în principal prin utilizarea combustibilului gazos: - utilizarea energiei electrice pentru diferite activităţi casnice (radio, TV, frigider, aspirator, maşină de spălat etc); - iluminatul general şi local; - funcţionarea ventilatoarelor, a aparatelor de aer condiţionat, a calculatoarelor electronice, etc;

3

La clădirile de locuit aportul de căldură internă specific se va considera cu valoarea: Qi = 7 kW h / (m3 . an) 4.9. APORTUL DE CĂLDURĂ PROVENIT DIN RADIAŢIILE SOLARE Aportul de căldură al radiaţiei solare ( Qs ) se consideră că se realizează numai prin suprafeţele vitrate (ferestre şi uşi exterioare, prevăzute cu geamuri). Nu se ţine seama de aportul de căldură al radiaţiei solare prin suprafeţele opace. Aportul de căldură utilă specific al radiaţiei solare se calculează cu relaţia : Qs = 0,40

åI

Gj

× gi ×

A Fij

( kWh / m3 . an )

V

(4.36 )

În care: Qs – cantitatea de căldură datorată radiaţiei solare, recepţionată de o clădire, pe durata sezonului de încălzire, pe un m3 volum încălzit; I GJ -

radiaţia solară globală disponibilă corespunzătoare unei orientări

cardinale “ j “ , [ kWh / (m2 . an ) ]; gi – gradul de penetrare a energiei prin geamurile ,, i “ ale tâmplăriei. exterioare; AFij - aria tâmplăriei exterioare prevăzută cu geamuri clare de tipul ,, i “ şi

dispusă după orientarea cardinală ,, j “ [ m 2 ]; V – volumul interior, încălzit – direct sau indirect – al clădirii [ m3 ]; 4.9.1. Radiaţia solară globală disponibilă ( I GJ ) Se determină cu relaţia : I Gj =

24 D12 × ITj 1000

[ kWh / m2. an ]

(4.37)

În care : D12 - durata convenţională a perioadei de încălzire, corespunzătoare temperaturii

exterioare

care

marchează

începerea

şi

oprirea

încălzirii

q eo = + 12o C [ zile ];

Duratele convenţionale ale perioadei de încălzire D12 se dau, pentru 80 de localităţi din România, în normativ C107/1-2005 tabel 7.1, respectiv în Ghidul GP 058 – 2000, tabel 4.1.

4 ITj - intensitatea radiaţiei solare totale, cu valori în funcţie de orientarea

cardinală ,, j “ şi de localitatea în care este amplasată clădirea [ W / m2 ]; Valorile medii ale intensităţii solare totale ( ITj ), pe

un plan vertical cu

orientarea ,, j “ , precum şi pe un plan orizontal, pentru 30 localităţi din România, sunt precizate în normativ C107/1-2005 tabel 7.2, şi în Ghidul GP 058 – 2000, tabel 4.2. Pentru clădirile amplasate în localităţi care nu sunt cuprinse în tabelele mai sus precizate, valorile intensităţii radiaţiei solare totale ITj se pot determina prin medierea valorilor corespunzătoare celor mai apropiate 3 localităţi. Suprafeţele având o înclinare faţă de orizontală, egală sau mai mare de 30o vor fi considerate suprafeţe verticale, iar cele cu o înclinare mai mică de 30o – suprafeţe orizontale. Pentru faze preliminare de proiectare şi/sau pentru calcule aproximative sau comparative se por avea în vedere următoarele valori I Gj , considerate medii pentru teritoriul României (fig.7.2 din C107/1-2005,respectiv fig.4.2 din ghid GP: - orientarea spre S:

IGS = 420 kWh/(m2. an )

- orientarea spre SE sau SV: IG

SE

- spre E sau V :

E

IG

- orientarea spre NE sau NV: IG

= IG

= IG V

NE

= IG

= 340 kWh/(m2. an )

SV

= 210 kWh/(m2. an ) NV

= 120 kWh/(m2. an )

- orientarea spre N:

IG

N

= 100 kWh/(m2. an )

- suprafeţe orizontale:

IG

O

= 360 kWh/(m2. an )

Dacă suprafeţele vitrate sunt puternic umbrite (pe tot parcursul zilei sau în cea mai mare parte din zi), indiferent de înclinarea faţă de orizontală şi de orientarea cardinală, se va considera : IGU = IGN = 100

kWh/(m2. an ).

4.9.2. Gradul de penetrare a energiei solare ( gi ) Gradul de penetrare a energiei solare (gi ) prin geamurile clare ale tâmplăriei exterioare se va considera astfel : - geamuri duble (2 geamuri simple, sau un geam termoizolant dublu):gi = 0,75; - geamuri triple (3 geamuri simple, sau un geam simplu + un geam termoizolant dublu, sau un geam termoizolant triplu): gi = 0,65;

5

- geam termoizolant dublu, având o suprafaţă tratată cu un strat reflectant al razelor infraroşii : gi = 0,50; - geamuri triple (un geam simplu + un geam termoizolant dublu sau un geam termoizolant triplu) având o suprafaţă tratată cu un strat reflectant al razelor infraroşii: gi = 0,45; - geam termoizolant triplu, având 2 suprafeţe tratate cu straturi reflectante ale razelor infraroşii: gi = 0,40. 4.9.3 Aria tâmplăriei exterioare ( AFij ) Aria tâmplăriei exterioare prevăzută cu geamuri clare ( AFij ), se va calcula pe baza dimensiunilor nominale ale golurilor din pereţi . La tâmplăriile exterioare la care aria liberă a geamurilor (Ag) este mai mică decât 60 % din aria tâmplăriei respective (AFj), aria necesară se va considera în calcule astfel: AF = 1,5 Ag Dacă aria tâmplăriei exterioare (AFj ) este mai mare decât dublul ariei părţii opace (APj ) a respectivului perete, aria tâmplăriei exterioare care se va considera în calcule, se va limita la valoarea: AFj = 2/ 3 (AFj + A Pj )

[ m2 ]

4.10.NECESARUL ANUAL DE CĂLDURĂ ÎN CONDIŢII COMPARABILE Pentru calcule comparative, precum şi pentru verificarea încadrării clădirilor de locuit în valorile normate, se consideră următoarii parametrii (climatici şi de exploatare a instalaţiei de încălzire ) unificaţi la valori considerate medii pe ţară : - numărul de grade zile de calcul : N12qi = N 1220 = 3400 K . zile; - radiaţia solară globală : IGj = IGE = 210 kWh/(m2. an ); - coeficientul de corecţie: C = 0.9. In aceste condiţii, relaţia de calcul a cantităţii de căldură devine: 84 an = 73,44 G - éê7 + å (g i × A Fi )ùú Qinc V ë û

[ kWh/m3 . an ]

(4.38)

În care semnificaţia termenilor este cea descrisă în capitolele şi punctele tratate anterior .

6

4.11. NECESARUL ANUAL DE CĂLDURĂ PENTRU ÎNCĂLZIRE – VALOARE NORMATĂ Valorile normate ale necesarului de căldură pe m3 de volum încălzit (QN) se dau în funcţie de raportul A / V (tabel 7.3 din normativ C107/1-2005 şi tabel 4.3 din ghid GP 058 – 2000 - prezentat mai jos în tabelul 4.1.) ; Valorile normate ale coeficientului global de izolare termică pentru clădiri de locuit, conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O., partea I din decembrie 2010 sunt prevăzute în graficul nr.1 . Tabel 4.1. – conf. C107/1-2005 şi ghid GP 058 – 2000 A/V

QN1

m-1

QN2

A/V

QN1

QN2

kWh / ( m3 .an )

m-1

kWh / ( m3 .an )

≤ 0,2

17,00

15,00

0,7

34,50

27,50

0,3

20,50

17,50

0,8

38,00

30,00

0,4

24,00

20,00

0,9

41,50

32,50

0,5

27,50

22,50

1,0

45,00

35,00

0,6

31,00

25,00

≥ 1,1

48,50

37,50

A – aria anvelopei clădirii de locuit; V - volumul interior, încălzit, al clădirii. Pentru valori A/V intermediare, valorile QN se pot determina fie prin interpolare, fie cu relaţiile : QN1 = 10 + 35 QN2 = 10 + 25

A V A V

[ kWh/m3 . an ]

(4.39)

[ kWh/m3 . an ]

(4.40)

Cu limitele: 17,0 ≤ QN1 ≤ 48,5 ;

15,0 ≤ QN2 ≤ 37,5

În calculul de verificare se va respecta condiţia obligatorie ca necesarul anual de căldură, indiferent de realaţia de calcul utilizată, trebuie să fie mai mic decât necesarul de căldură normat, astfel : Q ≤ QN1 – pentru clădirile proiectate după data intrării în vigoare a ghidului GP 058 – 2000, dar înainte de 01.01.2006;

7

Q ≤ QN2 – pentru clădirile proiectate după 01.01.2006; În cazul în care se doreşte ca necesarul anual de căldură să fie raportat la metru pătrat de arie utilă, se folosesc relaţiile de calcul Vu = Au . hu

[ m3 ]

(4.41)

Au = 0,32 . V

[ m2 ]

(4.42)

V = 3,125 . Au

[m3 ]

(4.43)

Q = 3,125 Q

[ kWh / ( m2 . an ) ]

(4.44)

2

QN = 3,125 QN [kWh / ( m . an ) ]

(4.45)

În care : Au – aria utilă totală a clădirii; Vu - volumul util al clădirii; hu - înălţilmea liberă a încăperilor, care se consideră cu valoarea unică, convenţională hu = 2.50 m; Q - necesarul anual de căldură aferent unui metru pătrat de arie utilă,

[ kWh / ( m2 . an ) ]; QN = necesarul anual de căldură , normat , aferent unui metru pătrat de

arie utilă

[ kWh / ( m2 . an );

Vor rezulta următoarele valori normate exprimate în kWh / ( m2 . an) A/V

QN1

A/V

QN1

m-1

kWh / ( m2 .an )

m-1

kWh / ( m2 .an )

≤ 0,2

53,12

46,88

0,7

107,81

85,94

0,3

64,06

54,69

0,8

118,75

93,75

0,4

75,00

62,50

0,9

129,69

101,56

0,5

85,94

70,31

1,0

140,63

109,38

0,6

96,88

78,12

≥ 1,1

151,56

117,19

QN 2

QN 2

8

Graficul nr. 1.- Valorile normate ale coeficientului global de izolare termică pentru clădiri de locuit, conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O., partea I din decembrie 2010

1. Clădiri de locuit proiectate în baza contractelor de proiectare încheiate înainte de 1 ianuarie 2011 (QN1) 2. Clădiri de locuit proiectate în baza contractelor de proiectare încheiate după 1 ianuarie 2011 (QN2)

9

5. CARACTERISRICA DE PERFORMANŢĂ TERMOENERGETICĂ GLOBALĂ A CLĂDIRILOR CU ALTĂ DESTINAŢIE DECÂT CEA DE LOCUIT Metodei de calcul a caracteristicii de performanţă termoenergetică globală a clădirilor cu altă destinaţie decât cea de locuire şi a căror regim de înălţime nu depăşeşte P+10E, respectiv coeficientu gobal de izolare termică notat G1 în W/(m3K), este prezentată în Normativul C107/2 -2005 Verificarea exigenţei de performanţă termoenergetică globală a clădirilor cu altă destinaţie decât cea de locuire, se face pe baza relaţiei: G1 £ G1ref + DG1ref

[W / m K ]

[5.1]

3

DG1ref se ia în considerare în calcul doar atunci când suprafaţa pereţilor

transparenţi sau translucizi reprezintă cel puţin 50% din suprafaţa elementelor verticale de închidere. Valorile lui DG1ref sunt precizate în tebelul 3 al normativului C107/2-2005, în funcţie de categoria clădirii, de indicele solar, I s . G1 =

1 é A j ×t j ù êå ú V ë j R ' mj û

[W/m K ] 3

[5.2]

Această relaţie este aceeaşi cu cea precizată pentru G1, în cadrul cursului æ A j ×t J å çç R ' j nr.2, respectiv: G1 = è V

ö ÷ ÷ ø

[W / m K ] 3

în care semnificaţia termenilor este aceeaşi, respectiv: V -

este volumul încălzit al clădirii sau părţi din clădire, în m 3 ;

A j - este aria elementului de construcţie j prin care se va produce schimb

de căldură, în m2 ; t j - factorul de corecţie al temperaturilor exterioare ariilor Aj ; Rmj' - rezistenţele termice specifice corectate a elementelor anvelopei, în

m2K/W; G1ref =

în care:

A ù 1 é A1 A 2 A 3 + + +dxP+ 4ú ê Vë a b c e û

[W/m K ] 3

[5.3]

10

A1 - aria suprafeţelor componentelor opace ale pereţilor verticali sau care

fac cu planul orizontal un unghi mai mare de 60˚, aflaţi în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, în m2, calculată luând în considerare dimensiunile interax; A2 – aria suprafeţelor planşeelor de la ultimul nivel (orizontale sau care fac

cu planul orizontal un unghi mai mic de 60˚), aflate în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată luând în considerare dimensiunile interax, exprimata in m2; A3 – aria suprafeţelor planşeelor inferioare aflate in contact cu exteriorul sau

cu un spaţiu neîncălzit, calculată luând în considerare dimensiunile interax, exprimată în m2; A4 – aria suprafeţelor pereţilor transparenţi sau translucizi, aflaţi în contact

cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată luand în considerare dimensiunile nominale ale golului din perete, exprimată în m2; P – perimetrul exterior (pe faţa exterioară) al spaţiului încălzit aferent clădirii, aflat în contact cu solul sau îngropat în sol, în m; 3

V – volumul încălzit, în m , calculat pe baza dimensiunilor interioare ale clădirii; Coeficienţii a, b, c şi e sunt consideraţi coeficienţi de control şi reprezintă rezistenţele termice medii corectate pentru elementele anvelopei clădirii de arie A1, A2, A3, A4 iar d este transmitanţa termică liniară maximă pe perimetrul P al clădirii la nivelul soclului. Valorile tuturor acestor coeficienţi sunt precizate în Normativului C107/2-2005 şi în MC 001/1, pentru două categorii de clădiri, respectiv clădiri de categoria 1 şi de categoria 2, respectiv conform conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O., partea I din decembrie 2010 . Se vor prezenta mai jos valorile acestor coeficienţi atât conform C107/2-2005 şi în MC 001/1 (a se vedea tabelul 5.1. şi 5.2), cât şi conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O., partea I din decembrie 2010 (a se vedea tabelul 5.3. şi 5.4.)

11

Tabelul 5.1. – Valorile coeficienţilor a, b, c , d şi e , conform C107/2-2005 şi în MC 001/1, pentru clădiri de categoria 1

Tabelul 5.2. – Valorile coeficienţilor a, b, c , d şi e , conform C107/2-2005 şi în MC 001/1, pentru clădiri de categoria 2

12

Tabelul 5.3. – VALORILE coeficientilor a, b, c, d şi e, conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O. partea I din decembrie 2010 pentru clădiri de categoria 1 Tipul de clădire Spitale, crese si policlinici

Zona climatică I II III, IV I II III, IV I II III, IV I II III, IV

Clădiri de învătământ si pentru sport Birouri, clădiri comerciale si hoteliere*) Alte clădiri (industriale, cu regim normal de exploatare)

a

b

c

d

e

[m2K/W] 1,70 1,75 1,80 1,70 1,75 1,80 1,60 1,70 1,80 1,10 1,10 1,10

[m2K/W] 4,00 4,50 5,00 4,00 4,50 5,00 3,50 4,00 4,50 3,00 3,00 3,00

[m2K/W] 2,10 2,50 2,90 2,10 2,50 2,90 2,10 2,50 2,90 1,10 1,20 1,30

[mK/W] 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40

[m2K/W] 0,69 0,69 0,69 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 0,40 0,40

*) Pentru partea de cazare se aplică prevederile pentru locuinte.

Tabelul 5.4. – VALORILE coeficientilor a, b, c, d şi e, conform Ordinului nr.2513 al MDRT apărut în M.O. partea I din decembrie 2010 pentru clădiri de categoria 1 Tipul de clădire Spitale, crese si policlinici Clădiri de învătământ si pentru sport Birouri, clădiri comerciale si hoteliere*) Alte clădiri (industriale, cu regim normal de exploatare)

Zona climatică I

II III, IV I II III, IV I II III, IV I II III, IV

a

b

c

d

e

[m2K/W] 1,50 1,60 1,70 1,50 1,60 1,70 1,50 1,60 1,70 1,00 1,00 1,00

[m2K/W] 4,00 4,50 5,00 4,00 4,50 5,00 3,50 4,00 4,50 2,90 2,90 2,90

[m2K/W] 2,00 2,30 2,60 2,00 2,30 2,60 2,00 2,30 2,60 1,00 1,10 1,20

[mK/W] 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40

[m2K/W] 0,69 0,69 0,69 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 0,40 0,40

*) Pentru partea de cazare se aplică prevederile pentru locuinte.

13

Împărţirea clădirilor în categoriile 1 şi 2 se face în funcţie de categoria de ocupare şi de clasa de inerţie, respectiv: - clădiri de categoria 1, în care intră clădirile cu ,, ocupare continuă” şi clădirile cu ,, ocupare discontinuă” de clasă de inerţie termică mare; - clădirile de categoria 2, în care intră clădirile cu ,, ocupare discontinuă” şi clasă de inerţie termică medie şi mică; Clasificarea clădirilor în funcţie de regimul lor de ocupare În funcţie de regimul de ocupare, clădirile se împart în două categorii: - clădiri cu ocupare continuă – în care intră clădirile a căror funcţionalitate impune ca temperatura mediului interior să nu scadă, în intervalul ,,ora 0– ora 7 “ cu mai mult de 70 C sub valoarea normală de exploatare. - clădiri cu ocupare discontinuă – în care intră clădirile a căror funcţionalitate permite abaterea de la temperatura normală de exploatare să fie mai mare de 70C pe o perioadă de 10 ore pe zi, din care 5 ore în intervalul ,,ora 0– ora 7 “ . În funcţie de inerţia termică, clădirile se împart în trei clase: -

Inerţia termică mică

-

Inerţia termică medie

-

Inerţia termică mare

Încadrarea clădirilor în una dintre clasele de inerţie se face conform tabelului 5.5. de mai jos ( tabelul 8.3.1. din MC 001/1 – 2006), în funcţie de valoarea raportului:

å m (. A ) j

j

Ad

j

,

[5.4]

în care m j - masa unitară a fiecărui element de construcţie component j, care

intervine în inerţia termică a acestuia, în kg/m2 ; A j - aria utilă a fiecărui element de construcţie j, determinată pe baza

dimensiunilor interioare ale acestuia în m2 ; Ad - aria desfăşurată a clădirii sau părţii de clădire analizate, în m ; 2

14

Tabel 5.5. Clase de inerţie termică

å m (. A ) j

Raportul

Inerţia termică

j

j

Ad

Până la 149 kg/m2 De la 150 până la 399 kg/m2 Peste 400 kg/m2

Mică Medie Mare

La determinarea clasei de inerţie se va avea în vedere următoarele: - dacă aria desfăşurată a spaţiului încălzit aferent clădirii analizate este mai mică sau egală cu 200 m2, calculul raportului dat de relaţia [4.4.] se va face pe întreaga clădire ; - dacă aria desfăşurată a spaţiului încălzit aferent clădirii analizate este mai mare de 200 m2, calculul raportului dat de relaţia [4.4.] se va face pe o porţiune mai restrânsă, considerată reprezentativă pentru clădirea sau partea de clădire analizată.

Modul de calcul a clasei de inerţie termică este detaliată inclusiv în

exemplul de calcul din Normativ C107/2 – 2005 – ANEXA B Modul de stabilire a clasei de inerţie termică a clădirilor cu altă destinaţie decât de locuit, necesară

pentru determinarea încadrării în categoria 1 sau 2

este detaliat în Normativul C 107-2-2005 –ANEXA B , atât sub formă de parte teoretică cât şi sub forma unui exemplu de calcul.

1

CCIA - ANUL III – SEMESTRUL I I

Curs nr. 8 5. RĂSPUNSUL CLĂDIRILOR LA DIFUZIA VAPORILOR DE APĂ Răspunsul clădirilor la difuzia vaporilor de apă este definit de riscul de condens pe suprafaţa interioară a elementelor anvelopei clădirilor (condensul superficial) şi de gradul de umezire generală în structura acestora (condensul structural) . Ambele aspecte sunt exigenţe de performanţă de natură higrotermică şi sunt materializate în criterii de performanţă cu valori normate . Proiectarea higrotermică a clădirilor din punct de vedere a difuziei de vapori necesită cunoşterea unor noţiuni legate de: umiditatea materialelor,umiditatea aerului, presiunea vaporilor de apă din aer

şi difuzia vaporilor de apă prin

elemente de construcţie . Calculul elementelor de construcţie la difuzia vaporilor de apă se efectuează în regim termic staţionar în zona de câmp a elementelor de construcţie, deci pentru fluxul unidirecţional de vapori de apă. Difuzia vaporilor de apă se datorează gradientului de presiune existent între mediul mai cald şi mai bogat în vapori de apă spre mediul mai rece care reţine un volum mai mic de vapori de apă. 5.1. Noţiuni generale legate de umiditate şi difuzia vaporilor de apă 5.1.1. Umiditatea materialelor Umiditatea unui material este compusă din apa legată higroscopic şi din apa liberă. - apa legată higroscopic este cea reţinută direct din faza gazoasă (din aer), prin absorţie până la realizarea umidităţii de echilibru; - apa liberă, este cea reţinută mecanic, fără adeziune, prin contactul direct al materialelor cu faza lichidă (infiltraţii de apă, apa din procesele funcţionale). Umiditatea materialelor se poate exprima sub următoarele forme: - Prin raportare la masă, umiditatea relativă se exprimă cu relaţia :

2

Ug =

G 1- G 2 G2

× 100% ,

(5.1)

în care : G1 - masa materialului în stare umedă, în grame; G 2 - masa materialului în stare uscată, în grame;

- Prin raportare la volum , umiditatea relativă se exprimă cu relaţia : Uv =

Va × 100 [ % ], Vm

(5.2)

în care: Va - volumul de apă din material, în m3; Vm - volumul materialului, în m3

5.1.2. Umiditatea aerului Aerul conţine întotdeauna o anumită cantitate de umiditate sub formă de vapori, care determină gradul său de umiditate. Aceasta se poate exprima în mai multe moduri : a. Umiditatea absolută a aerului (Ua ), experimată în g / m3 şi care reprezintă cantitatea de vapori de apă conţinuţi la un moment dat şi la o temperatură dată, într-un m3 de aer. Se exprimă prin raportul : Ua =

mv V

[g / m3 ]

(5.3)

în care : m v - masa vaporilor de apă, în grame;

V – volumul aerului, în m3 b.Umiditatea absolută de saturaţie ( Uas ): exprimată în g / m3, reprezintă cantitatea maximă de vapori de apă pe care o poate reţine un m3 de aer la o temperatură dată. Deci Uas = max Ua

[g / m3 ]

(5.4)

Valorile umidităţii absolute de saturaţie Uas cresc odată cu temparatura aerului.

3

c. Umiditatea relativă a aerului: [ j (%)], la o temperatură dată se exprimă în procente şi indică gradul de încărcare a aerului cu vapori de apă în raport cu situaţia limită (de saturaţie). Se calculează cu relaţia : j =

Ua . 100 [ % ] Uas

(5.5)

Pentru aerul interior umiditatea relativă se notează cu ji [ % ], iar pentru cel exterior j e [ % ]. 5.1.3. Presiunea vaporilor de apă din aer Presiunea aerului, la o temperatură dată se compune din presiunea aerului uscat şi presiunea vaporilor de apă conţinută în aer. Pentru definirea presiunii vaporilor de apă din aer se utilizează noţiunea de: a. Presiune parţială ( P ), măsurată în pascali (Pa): este presiunea pe care ar avea-o vaporii de apă conţinuţi într-un metru cub de aer, la o temperatură dată şi care corespunde unei umidităţi absolute Ua ; Are următoarea expresie : P=

T Ua 289

[ Pa ]

în care T este temperatura aerului.

(5.6)

b. Presiunea de saturaţie a vaporilor de apă ( Ps ) şi se măsoară în Pa. Este presiunea pe care ar avea-o vaporii de apă conţinuţi într-un metru cub de aer care şi-a atins concentraţia de saturaţie. La fel ca umiditatea de saturaţie, presiunea de saturaţie depinde de temperatura volumului de aer. Presiunea de saturaţie a vaporilor de apă ( Ps ) corespunde unei umidităţi absolute de saturaţie Uas şi are următoarea expresie: Ps =

T Uas 289

[ Pa ]

(5.7)

Valorile presiunilor de saturaţie Ps , sunt date în Normativ C 107/ 6 – 2002 , la valori de temperature date (Tabelul B.1 – ataşat prezentului curs). Ştiind : j =

Ua . 100 Uas

Atunci vom avea :

Þ

U Ua P j , dar ştim că = a = Ps Uas Uas 100

j × Ps j P = Þ P= 100 Ps 100

4

Deci dacă se cunosc umiditatea relativă j [ % ] şi temperatura aerului T, în funcţie de care se extrage din tabele din Normativul C 107 /6 – 2002, presiunea de saturaţie Ps , se poate calcula presiunea parţială reală a vaporilor de apă astfel : j ×P Pe = e se 100

Pi =

ji × Psi 100

[ Pa ]

(5.8)

[ Pa ]

(5.9)

Pe , Pi - presiunea parţială a vaporilor de apă din aerul exterior, respectiv din

aerul interior; j e , ji - umiditatea relativă a aerului exterior, respectiv a aerului interior;

Pse , Psi

- presiunea de saturaţie a vaporilor de apă din aerul exterior,

respectiv din aerul interior; 5.1.4. Difuzia vaporilor de apă prin elementele de construcţie – Rezistenţa la permeabilitate la vapori Difuzia vaporilor de apă prin elementele de construcţie este generată de gradientul de presiune existent între feţele acestora. Gradientul de presiune a vaporilor de apă este generat de conţinutul diferit de vapori din aerul atmosferic, care cu cât este mai cald cu atât poate reţine o cantitate mai mare de apă sub formă de vapori. Fluxul de vapori urmează întotdeauna fluxul termic. Conform Normativ C 107/6 –2002 şi STAS 6472/4–89, rezistenţa la permeabilitate la vapori ( R v ), a elementelor de construcţie realizate dintr-un material omogen, se determină cu relaţia : Rv = d . µ . M [ m / s ]

(5.10)

în care : d - grosimea stratului (grosimea materialului) [ m ] ; µ -factorul rezistenţei la permeabilitate la vapori a materialului (este adimensional), este prezentat în tabelul A.1 din ANEXA C107/6-2002, respectiv tabelul A.2 din ANEXA vaporilor (folii stratificate, pelicule);

A

a Normativului

A, pentru bariere

contra

5

M – coeficient de difuzie a vaporilor de apă în aer având valoarea de: 54 x 10 8 [s – 1 ]; Rezistenţa la permeabilitate la vapori a stratului de aer din elementele de construcţie se consideră egală cu zero . De

asemenea

valorile

R vi şi R ve ,

care reprezintă rezistenţele la trecerea vaporilor la suprafaţa şi de la suprafaţa elementelor de construcţie sunt nesemnificative

faţă de rezistenţa R v prin

material şi de aceea se neglijează . De aceea în proiectarea higrotermică se admite că rezistenţă totală la permeabilitatea vaporilor

R ov = R v , pentru un element de construcţie

realizat dintr-un material omogen . Pentru elementele de construcţie cu structură stratificată, rezistenţa la permeabilitate la vapori, R ov se calculează cu relaţia :

(

)

n R ov = R v1 + R v2 + .......... . + R vn = å d j × m dj × M j =1

[m/s]

(5.11)

în care : R v1 , R v2 .......... ....R vn

- sunt rezistenţele la permeabilitate la vapori ale

straturilor componente ale elementului de construcţie. 5.1.5. Condensul vaporilor de apă în clădiri Condensarea vaporilor de apă reprezintă fenomenul fizic de transformare a acestora din stare gazoasă în stare lichidă, condensul fiind apa lichidă rezultată. Condensul apare atunci când umiditatea relativă devine 100 % . Ştiind că umiditatea relativă j , are următoarea relaţie : j=

P Ua , înseamnă că φ = 100 % când Ua = Uas sau P = Ps = Uas Ps

Depunerea umidităţii sub formă de rouă pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie ale anvelopei ca şi acumularea de apă din condens în masa acestora, determină atingerea unei stări limită temporară de exploatare normală a clădirilor. Spre deosebire de alte stări limită temporare, exploatarea clădirii nu este practic întreruptă, dar este afectată negativ, pe termene destul de lungi.

6

În construcţii principala sursă de vapori o reprezintă activităţile specifice din încăperi. Aceştia se elimină prin diverse căi (aerisire,ventilare, prin rosturile ferestrelor, prin elementele de construcţie) astfel că în condiţii normale de exploatare, umiditatea relativă se stabileşte în anumite limite. De exemplu la locuinţe avem ji = 50 - 60 % pentru Ti = 18 - 20 o C . Condensul poate să apară la suprafaţa interioară sau în interiorul elementelor de închidere, ca efecte negative asupra confortului şi acţiune distructivă asupra elementelor de construcţie. 5.1.5.1. Condensul pe suprafaţa interioară a elementelor de închidere a clădirilor Dacă temperatura de pe suprafaţa interioară a elementelor de închidere a clădirii scade în asemenea măsură faţă de cea a aerului interior, încât coincide cu temperatura pentru care concentraţia reală a vaporilor din aerul interior se transformă în concentraţie de saturaţie, începe fenomenul de condens. Temperatura respectivă se numeşte temperatură de rouă „ qr ”. Această temperatură de rouă este dată în Normativ C 107/3 –2005 – Anexa B, în funcţie de temperatura interioară Ti şi de umiditatea relativă a aerului interior ji . Deci pentru a nu exista condens trebuie ca temperatura minimă Tsi min în orice punct de pe această suprafaţă să fie mai mare decât temperatura de rouă, respectiv : Tsi min > qr T - Te T -T Tsi min = Ti - i e R si sau Tsi min = Ti - i ai R R

(5.12)

La elementele de construcţie adiacente spaţiilor neîncălzite în locul valorii Ti – Te, se va introduce diferenţa de temperatură: Ti - Tu în care : Ti - temperatura interioară; Te - temperature exterioară;

Tu – temperatura spaţiilor neîncălzite. R – rezistenţa termică efectivă a elementului de construcţie şi care din

7

n capitolele anterioare ştim că are relaţia: R = R si + å R j + R se j =1 R si - rezistenţa termică superficială pe suprafaţa interioară a elementului

de construcţie. a i - coeficientul de transfer superficial pe suprafaţa interioară a elementului.

În zona colţului, unde defectul de colţ este mai mare vom avea : Tsi min colţ = 1,3 Tsi min - 0,3 Ti

În Normativ C 107/3-2005 se poate extrage din tabele

(5.13) valoarea lui

Tsi min colţ .

5.1.5.2. Condensul

vaporilor de apă în structura elementelor de

construcţie Condensul în structura internă a elementelor de închidere se produce atunci când temperatura din interiorul peretelui devine egală cu cea de rouă ( qr ) sau mai mică, respectiv dacă presiunea parţială P este egală sau mai mare decât presiunea de saturaţie Ps . Mecanismul de producere a condensului structural Diferenţa de temperatură între interiorul şi exteriorul clădirilor conduce la o inegalitate permanentă între presiunile parţiale ale vaporilor de apă din cele două medii separate de un element de anvelopă. Ca urmare, există o tendinţă cvasipermanentă de migrare a vaporilor de apă din zona mai caldă, cu concentraţie mai mare de vapori de apă, spre zona mai rece, cu concentraţie mai mică de vapori de apă. În mod real, elementele anvelopei clădirilor au o alcătuire respirantă, porii lor permiţând difuzia unei cantităţi de vapori de apă. În perioada rece a anului, vaporii de apă care difuzează spre exteriorul elementelor anvelopei întâlnesc zone cu temperaturi mai scăzute, în care concentraţia de vapori din porii materialelor atinge valoarea de saturaţie şi apa se depune sub formă de picături fine (rouă). În perioada caldă a anului se petrece uscarea elementelor anvelopei, vaporii de apă difuzând de la interiorul acestora spre cele două medii (interior si exterior)

8

în care concentraţia de vapori este mai mică, datorită capacităţii aerului cald de a reţine mai multă umiditate sub formă de vapori. Fenomenul fizic este discontinuu şi se petrece numai în anumite condiţii de temperatură şi umiditate a aerului. Modelarea matematică a fenomenului difuziei vaporilor de apă prin elementele de anvelopă este mult mai dificilă decât modelarea matematică a fenomenelor de transfer de caldură. Dificultăţile sunt cauzate de faptul că materialele de construcţie sunt în general higroscopice, adică absorb şi fixează o anumită umiditate din mediile adiacente, în funcţie de porozitate şi de starea de temperatură a cărei variabilitate în timp modifică substanţial umiditatea mediilor adiacente. Ca urmare, modelul matematic operaţional de investigare are la bază regimul staţionar şi este aplicabil domeniilor de tip element plan monostrat sau stratificat. În stadiul actual, în Normativul C107/6-2002 sunt acceptate pentru calculul la difuzia vaporilor de apă următoarele prevederi şi ipoteze simplificatoare: a. calculul se efectuează pentru elementele de construcţie exterioare şi pentru cele interioare care separă spaţii închise cu temperaturi care diferă între ele cu mai mult de 5 ºC şi/sau cu diferenţe de umiditate relativă mai mare de 15%; b. transferul termic are loc în regim termic staţionar şi este unidirecţional; c. toate caracteristicile termofizice ale materialelor sunt independente de temperatură şi umiditate; d. circulaţia aerului prin / sau în interiorul elementelor de construcţie nu este luată în considerare; e. straturile de aer din alcătuirea elementelor de anvelopă au rezistenţa la permeabilitate la vapori neglijabilă (zero). 5.1.5.2.1. Calculul difuziei de vapori de apă prin elementele de construcţie Verificarea comportării elementelor de construcţie la difuzia vaporilor de apă, cuprinde următoarele etape: a. verificarea neacumulării progresive de apă, de la an la an, ca urmare a condensării vaporilor de apă în interiorul elementului de construcţie ;

9

b. stabilirea temperaturii aerului exterior de la care apare condensul şi localizarea zonei de condens; c. calculul cantităţilor de apă provenite din condensarea vaporilor în masa elementului de construcţie, în perioada rece a anului ; d. calculul cantităţilor de apă ce se evaporă din masa elementului de construcţie în perioada caldă a anului ; e. calculul creşterii umidităţii relative masice a materialului în care se produce acumularea de apă ; Dintre etapele prezentate mai sus se va prezenta doar cea precizată la punctul ,, a “ . Verificarea neacumulării progresive de apă, de la an la an, ca urmare a condensării vaporilor de apă în interiorul elementului de construcţie. Această verificare se face pe cale grafo-analitică astfel: 1. Stabilirea parametrilor climatului interior şi exterior, funcţie de zona climatică unde este amplasată clădirea şi de destinaţie: Ti (temperatura interioară conform destinaţiei clădirii), Te (temperatura exterioară conform zonei climatice în care este amplasată clădirea, φi (umiditatea relativă interioară), φe (umiditatea realtivă exterioară),Tem (temperatura exterioară medie conform zonă climatică), Rsi şi Rse; 2. Se stabilesc rezistenţele termice unidirecţionale Rs ale tuturor straturilor componente ale elementului de construcţie: Rs1 ; Rs2 ; Rs3 ……Rsn ; [m2K/W] 3. Se determină rezistenţa termică unidirecţională pentru elementul de construcţie: R = Rsi + ΣRs + Rse ;

[m2K/W]

4. Se stabileşte variaţia temperaturilor Tk, în interiorul elementului de construcţie prin determinarea temperaturilor pe suprafaţa fiecărui strat K, considerându-se temperatura exterioară egală cu temperatura exterioară medie anuală Tem; Relaţia de calcul este următoarea: Tsi = Ti –

Ti - Tem Rsi R

Tk = Ti –

Ti - Tem ( Rsi + R

[ºC]

(5.14.) K

åR j =1

SK

) (ºC)

(5.15)

10

Tse = Ti –

Ti - Tem ( Rsi + R

n

åR j =1

SK

)

(ºC)

(5.16)

5. Se determină pentru fiecare din temperaturile aferente acestor suprafeţe din normativ C107/6-2002, table B, presiunile de saturaţie Ps; Pentru Tem, se determină Psem aferent. 6. Se determină rezistenţa la permeabilitate la vapori Rv pentru fiecare strat în parte şi pentru intreg elementul de construcţie: Rvk = dk · μDk · M

(m/s)

Rvo = Σ Rvk = Σ ( dk · μDk ) M [m/s]

(5.17)

7. Se calculează valorile corectate ale presiunilor de saturaţie cu următoarea relaţie: K æ ç R si + å RSK j =1 Psk,cor = Psk + Δ × çç R çç è

ö ÷ ÷ ÷ ÷÷ ø

2

[Pa]

(5.18)

în care factorul de corecţie Δ are valorile: Δ = 172 Pa, pentru zona I-a

climatică; Δ = 162 Pa, pentru zona II-a

climatică; Δ = 142 Pa, pentru zona III-a climatică; Δ = 132 Pa, pentru zona IV-a climatică; Valoarea medie anuală a presiunii de saturaţie corectată Pse cor, a vaporilor din aerul exterior, corespunzătoare temperaturii medii anuale Tem, se calculează cu relaţia: Pse cor = Psem + Δ [ Pa] în care valoarea factorului Δ este aceeaşi de mai sus. 8. Se calculează presiunile parţiale ale vaporilor de apă din aerul interior şi exterior cu relaţiile: Pi =

j i × Psi

[Pa]

100

Pe cor =

j e × Pse cor 100

[Pa]

(5.19) (5.20)

9. Se reprezintă grafic elementul de construcţie, amplasându-se pe orizontală rezistenţele la permeabilitate la vapori ale straturilor componente, iar pe verticală presiunile de vapori.

11

10. Se construieşte curba de variaţie a presiunilor de saturaţie corectate a vaporilor de apă din interiorul elementului de construcţie şi din aerul exterior. 11. Se construieşte linia presiunilor parţiale P, prin unirea punctului Pi de pe suprafaţa interioară a elementului de construcţie cu Pe (Pe cor). Pentru o reprezentare mai uşoară, se alege o scară geometrică: - pentru temperaturi (de ex. 1ºC = 0,5 cm); - pentru presiunile vaporilor de apă (de ex. 100 Pa = 0,5 cm); - pentru rezistenţa la permeabilitate la vapori (de ex. 10 x 108 m/s = 0,5 cm). Poziţia reciprocă a curbelor psk,cor şi pk poate fi următoarea : a) curba Pk < Psk,cor , pe toată grosimea elementului de anvelopa; În această situaţie nu există risc de condens. b) curba pk = psk,cor , într-un punct de tangenţă din structura elementului de

anvelopă; În această situaţie există un plan de condensare poziţionat în punctul de tangenţă al curbelor Pk = Psk,cor = Psc; c) curba pk > psk,cor, într-un domeniu din structura elementului de

anvelopă. În această situaţie pentru condiţiile de calcul date există o zonă de condensare cu grosimea dw care începe în punctul de tangenţă Psc1 şi se termină în punctul de tangenţă Psc2. Tangentele la curba psk,cor se duc din punctele de intrare şi de ieşire ale dreptei pi , pe.

12

13

5.1.5.3. Măsuri privind micşorarea riscului de condens Pentru micşorarea riscului de condens în structura elementelor de închidere sunt necesare măsuri constructive şi de exploatare a clădirii . Dintre măsurile constructive se menţionează: - Realizarea rezistenţei necesare la transfer termic; - La elementele de închidere formate din

mai multe straturi (elemente

stratificate), straturile poroase se vor dispune spre exterior pentru a favoriza propagarea vaporilor în zonele reci şi eliminarea lor în atmosferă - Prevederea de bariere contra vaporilor cu rolul de a opri parţial, vaporii de apă în zonele calde ale peretelui, zone cu risc de condens scăzut ; aceste bariere

contra vaporilor

se dispun

la interior sau pe suprafaţa caldă a

termoizolaţiei ; - La construcţii cu degajări importante de vapori de apă la interior (bazine de înot închise, bucătării pentru cantine, unele construcţii industriale etc ), se recomandă ca elementul de închidere să fie prevăzut cu strat de aer ventilat, care colectează vaporii de apă şi-i elimină în atmosferă. Pentru satisfacerea cerinţelor de igienă şi confort higrotermic precum şi pentru

conservarea

performanţelor

elementelor

de

închidere

şi

compartimentare este necesar ca elementele de construcţie să satisfacă următoarele condiţii tehnice şi niveluri de performanţă : a. Creşterea umidităţii masice ( D W ) a materialelor componente ale structurii elementelor de închidere ca urmare a condenasării vaporilor de apă trebuie să satisfacă nivelul :

DW < DWadm

DW se calculează astfel : DW =

100 × m w r × dw

[%]

, în care :

m w - cantitatea de vapori de apă care poate condensa în elementul de

construcţie, în perioada rece a anului, în kg/ m2.

r - densitatea aparentă a materialului care s-a umezit prin condensare, în kg/m3

14

d w -grosimea stratului de material în care se produce acumularea de apă

în m .

Valorile admisibile ale creşterii umidităţii relative masice în perioada

de condensare DWadm , sunt date în Normativ C 107/6 – 2002 . b.

evitarea acumulării progresive de apă în interiorul elementelor de

închidere, de la un an la altul, datorită fenomenului de condens. mw < mv m w - cantitatea de vapori de apă care poate condensa în elementul de

construcţie, în perioada rece a anului, în kg/ m2. m v - cantitatea de apă care se poate evapora în perioada caldă a anului.

1

CCIA ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 9 6. ELEMENTE DE ALCATUIRE SI MECANICA ZIDĂRIILOR 6.1. Noţiuni generale Ca material de construcţie, zidăria este alcătuita din pietre naturale sau artificiale (cărămizi, blocuri), de diverse provenienţe, aşezate după anumite reguli astfel încât să constituie un ansamblu de sine stătător, capabil să reziste la solicitări de ordin fizic şi mecanic. Zidăria se poate realiza pe cale uscată, când pietrele sunt solidarizate prin simpla ţesere sau cu legături suplimentare din metal şi pe cale umedă, când se foloseşte ca material de legătura mortarul. Zidăria poate fi considerată ca unul din cele mai vechi materiale compuse, cu rezistenţe bune la compresiune, dar cu rezistenţe mici la întindere, încovoiere şi forfecare, astfel că în prezent se foloseşte mai ales la execuţia pereţilor, aceştia fiind solicitaţi predominant la solicitarea de compresiune. Utilizarea destul de răspândită a zidăriei ca material de construcţie s-a datorat în principal avantajelor pe care le conferă şi anume: - realizarea din materiale locale; - rezistenţă bună la acţiunea factorilor atmosferici şi corozivi; - comportare bună la variaţiile de temperatură şi umiditate; - capacitate ridicată de drenare a umidităţii; - proprietăţi deosebide sub aspectul capacităţii de izolare termică şi acustică comparativ cu elementele din beton; - se execută relativ simplu, folosind mână de lucru cu calificare medie. Zidăria prezintă şi unele dezavantaje dintre care amintim: - greutate proprie mare şi rezistenţe mecanice reduse comparativ cu oţelul şi betonul, ceea ce conduce la realizarea unor clădiri masive; - se execută cu tehnologii cu grad redus de mecanizare; - consum mare de manoperă; - rezistenţe reduse la acţiuni dinamice, motiv care conduce la limitarea sferei de utilizare a acestui material şi respectiv a regimului de înălţime a clădirilor realizate din zidărie ca şi material pentru realizarea elementelor structurale.

2

Diversificarea materialelor pentru zidărie prin apariţia unor elemente (pietre, blocuri) ceramice cu dimensiuni sporite, prevăzute cu goluri sau (şi) cu găuri, realizarea zidăriilor mixte sau cu elemente de confinare din beton armat înlătură o parte din aceste neajunsuri şi fac în continuare din zidărie un material competitiv. 6.2. Clasificarea zidăriilor Clasificarea lor se face după natura materialului din care sunt realizate, după modul de alcătuire, după dimensiunile blocurilor (pietrelor) etc. a.După natura materialelor utilizate deosebim : -

zidării din pământ (chirpici, vălătuci, pământ bătut );

-

zidării din blocuri de piatră naturală ;

-

zidării din cărămizi sau blocuri de piatră artificială arsă sau nearsă ; b.După modul de alcătuire zidăriile pot fi : - zidării simple/nearmate (ZNA): care nu conţin suficientă armătură pentru

a putea fi considerate zidării armate, sau cu elemente de confinare (fig.6.1.a). - zidării mixte, alcătuite din două sau mai multe straturi paralele (verticale), realizate din materiale diferite, legate între ele prin ţesere sau alte legături (metalice) – fig.6.1.b. şi fig. 5.6.

a.

b.

Fig.6.1. Tipuri de zidării: a- zidărie simplă; b- zidărie mixtă.

3

- zidării armate în rosturi orizontale sau verticale (fig.6.2.a şi 6.2.b)

Fig. 6.2.a. zidărie armată transversal

Fig. 6.2.b- zidărie armată longitudinal - zidării confinati (ZC): zidării prevăzute cu elemente pentru confinare de beton armat pe direcţie verticală (stâlpişori) şi orizontală (centuri), cu care conlucrează la preluarea încărcărilor- fig.6.3.)

4

Fig.6.3. Zidărie confinată (cu stâlpişori şi centuri din beton armat) - zidărie confinată şi armată în rosturile orizontale (ZC + AR) : zidărie confinată la care în rosturile orizontale, sunt prevăzute armături în cantităţi suficiente, din oţel sau alte materiale cu rezistenţă semnificativă la întindere, în scopul creşterii rezistenţei la forţă tăietoare şi a ductilităţii peretelui. - zidării cu inima armată (ZIA) : perete alcătuit din ziduri paralele având spaţiul dintre ele umplut cu beton armat, cu sau fără legături mecanice între straturi şi la care cele trei componente conlucrează pentru preluarea tuturor categoriilor de solicitări (fig.6.4.)

Fig.6.4. zidărie cu inima armată

5

- zidării cu goluri, utilizate la realizarea elementelor autoportante cu rol de compartimentare sau de închidere, care sunt realizate din două sau mai multe straturi verticale executate din acelaşi material sau din materiale diferite, cu legături între ele, între care se află straturi de aer sau materiale de umplutură cu rol termoizolant (fig.6.5)

Fig.6.5. zidărie cu goluri c.În raport cu mărimea blocurilor folosite, zidăriile se pot realiza din : - cărămizi de toate tipurile, inclusiv produse din piatră naturală a căror înălţime este cuprinsă între 50 mm si 150 mm - blocuri mici, pline sau cu goluri, cu înălţimea între 200 si 300 mm - blocuri mari, cu înălţimea mai mare de 500 mm, care se pot realiza din piatră , beton sau produse ceramice; 6.3. Materiale pentru zidării Zidăria obişnuita se realizează din doua componente de bază : -

blocul de zidărie (piatra, caramidă - element);

-

materialul de legatură (mortarul); Zidăriile armate, cele confinate sau cu inimă armată mai au în componenţa lor armături şi betoane; 6.3.1. Blocuri (elemente) de zidărie – clasificare 6.3.1.1. Clasificare funcţie de tipul blocului (elementului) 6.3.1.1.1.Blocuri de zidărie din piatră naturală Piatra naturală se foloseşte de obicei la executarea elementelor de fundaţii sau socluri, la pereţii de subsol, ziduri de sprijin şi alte elemente care necesită estetică şi durabilitate.

6

6.3.1.1.2.Blocuri de zidărie (elemente) din piatră artificială Pietrele artificiale pentru zidărie pot fi fabricate ca pietre arse sau pietre nearse ; a. Pietre (elemente) artificiale arse – cărămizi şi blocuri ceramice Din categoria pietrelor artificiale arse fac parte cărămizile pline, cărămizile şi blocurile ceramice cu goluri verticale şi blocurile ceramice cu goluri orizontale (fig.6.6)

Fig.6.6.Blocuri de zidărie din piatră artificială arsă: a- cărămidă plină; b-cărămidă cu goluri verticale (GV); c-cărămizi şi blocuri cu goluri orizontale (GO); d- bloc ceramic cu goluri verticale (GV). Gama produselor ceramice (cărămizi şi blocuri) este diversificată, prin producerea unor sortimente de diverse dimensiuni, cu capacitate de izolare termică sporită, în funcţie de porozitate, volumul şi dispunerea golurilor şi a găurilor. a.1. In functie de densitatea aparentă, blocurile ceramice utilizate la realizarea zidăriilor se repartizează in urmatoarele clase : -

clasa Co – cu densitatea medie ≤ 1000 daN / m 3

-

clasa C1 - cu densitatea medie între 1000 şi 1300 daN / m 3

-

clasa C2 - cu densitatea medie între 1300 şi 1500 daN / m 3

7

-

clasa C3 - cu densitatea medie între 1500 şi 1800 daN / m 3 Cărămizile pline se înscriu în clasa C3 , iar cărămizile şi blocurile ceramice cu

goluri verticale şi orizontale, se înscriu în clasele

Co , C1 şi C2, în funcţie de

procentul de goluri, respectiv : - sortimentele cu cca. 15 % goluri – clasa C2 - sortimentele cu cca. 30 % goluri – clasa C1 - sortimentele cu cca. 40 % goluri – clasa C0 Dimensiunile pietrelor (elementelor) ceramice sunt stabilite din condiţiile tehnologice de fabricaţie, din condiţii mecanice, de izolare termică, fonică şi de modulare . a.2. În funcţie de dimensiunile de fabricaţie Pentru elementele de zidărie ceramice, produse în mod curent în România conform standardelor de referinţă, dimensiuile de fabricaţie

(în mm) sunt

următoarele : - cărămizi ceramice pline – 240 x 115 x 63 - cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri verticale ( GV ) 240x 115 x 88

(L x b x h)

240 x 115 x 138 290 x 140 x 88 290 x 140 x 138 290 x 240 x 138 290 x 240 x 188 365 x 180 x 138 - cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri orizontale 290 x 240 x 138 (L x b x h) 290 x 290 x 138 Elementele (cărămizile) pentru zidărie cu goluri orizontale pot fi folosite pentru pereţi structurali numai la construcţii cu un singur nivel cu funcţiunea de anexe gospodăreşti şi la construcţii provizorii precum şi pentru pereţi nestructurali la construcţiile din clasa de importanţă IV.

8

b. Pietre artificiale nearse Produsele frecvent utilizate sunt : - elemente pentru zidărie din beton cu agregate obişnuite, având dimensiuni de fabricaţie: 240 x 290 x 138 - elemente pentru zidărie din beton cu agregate uşoare. - elemente de zidărie din beton celular autoclavizat (BCA), sub formă de blocuri sau plăci.

a.

b.

Fig. 6.7.Elemente de zidărie din piatră artificială nearsă: a- blocuri din beton celular autoclavizat; b- plăci din beton celular autoclavizat. Blocurile şi plăcile din beton celular autoclavizat se caracterizează printr-o porozitate ridicată, volumul de goluri (pori) ajungând până la 90 %, motiv pentru care nu sunt recomandate în medii cu umiditate relativă continuă mai mare de 60 % (spălătorii, băi publice etc) sau pentru pereţi de subsol. Dupa natura agregatului se fabrică blocuri BCA pe bază de nisip (GBN) sau pe bază de cenuşă (GBC). Densitatea medie este cuprinsă între 550 şi 900 daN/m3 Rezistenţele medii la compresiune sunt de 35 şi 50 daN/cm2 , GB 35, respective tip GB 50. Blocurile de BCA se utilizaeză în special pentru realizarea pereţilor nestructurali, exteriori sau interiori, la clădirile cu structura de rezistenţă din beton armat.

9

Blocurile de BCA tip GB 50 se pot utiliza şi pentru realizarea pereţilor structurali ai clădirilor joase (P sau P + 1E), în condiţiile întăririi zidăriei prin armare sau prin înglobarea de stâlpişori de beton armat. Grosimile curente ale pereţilor realizaţi din zidărie de blocuri de BCA sunt de 25 şi 30 cm, pentru pereţii exteriori şi de 20 şi 25 cm pentru pereţi interiori (aceştia se prevăd în special ca elemente delimitatoare a două unităţi funcţionale). 6.3.1.2. Clasificarea elementelor de zidărie în funcţie de probabilitatea de nerealizare a rezistenţei la compresiune specificată de producător respectiv (cf.CR 6 – 2006): - elemente (cărămizi) pentru zidărie clasa I: elemente (cărămizi) pentru zidărie pentru care probabilitatea de a nu atinge rezistenţa la compresiune declarată este £ 5 %. - elemente (cărămizi) pentru zidărie clasa II: elemente (cărămizi) pentru zidărie care nu îndeplinesc nivelul de încredere al elementelor pentru zidărie de clasa I. Pentru executarea elementelor structurale din zidărie se vor folosi doar elemente pentru zidărie din clasa I. Elementele pentru zidărie din clasa II pot fi folosite numai pentru: - elemente structurale laconstrucţii din clasa de importanţă IV în zonele cu ag ≤ 0,12 g; - elemente nestructurale la construcţii din clasele de importanţă III şi IV, în zonele cu ag ≤ 0,16 g; - anele gospodăreşti şi construcţii provizorii în toate zonele seismice. 6.3.1.3. Clasificarea în funcţie de modul de aplicare a prevederilor codului de proiectare CR 6 – 2006 este următoarea: a. Elemente (cărămizi, blocuri) grupa 1, cuprinzând următoarele tipuri de elemente: ▪ cărămizi ceramice pline 240 x 115 x 63; ▪ cărămizi ceramice cu goluri rotunde de uscare;

10

▪ blocuri cu goluri din beton uşor; ▪ blocuri pline din BCA; b. Elemente (cărămizi, blocuri) grupa 2, cuprinzând următoarele tipuri de elemente: ▪ cărămizi ceramice cu goluri dreptunghiulare de uscare; ▪ cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri verticale GV; ▪ blocuri cu goluri din beton uşor cu volumul golurilor cuprins între 25%-50% ▪ blocuri cu goluri din beton obişnuit cu volumul golurilor cuprinse între 25%50%. În condiţiile specifice de proiectare şi execuţie stabilite prin codul de proiectare CR 6 -2006 şi prin codul P100-1/2006, pentru elementele structurale sau nestructurale din zidărie, pot fi folosite şi alte elemente încadrate în grupa 2, respectiv: cărămizi din argilă arsă cu goluri verticale cu geometrie specială (cu pereţi subţiri – grupa 2S) care îndeplinesc următoarele condiţii: - volumul golurilor ≤ 50% din volumul blocului; - grosimea pereţilor exteriori 11 mm ≤ te < 15 mm; - grosimea pereţilor interiori 6 mm ≤ ti < 10 mm; - pereţii verticali interiori sunt realizaţi continuu pe toată lungimea elementului 6.3.1.4. Clasificarea în funcţie de profilaţia exterioară a elementului Din punct de vedere al profilului feţelor exterioare, elementele pentru zidărie folosite în mod curent în România se clasifică după cum urmează: - elemente cu toate feţele plane (fără amprente sau profilaţie); - elemente cu profilaţie (nut şi feder). Conform prevederilor normativului P100-1/2006, elementele pentru zidărie cu legături de tip ,, nut şi feder/lambă şi uluc” produse în ţară sau din import, se vor folosi

indiferent de valoarea acceleraţiei seismice de proiectare ag la

amplasament, numai pentru realizarea pereţilor nestructurali, în conformitate cu prevederile reglementărilor specifice pentru produsul respectiv.

11

6.3.2. Mortare pentru zidarie Mortarele sunt amestecuri omogenizate, realizate din liant, nisip şi apă, care prin întărire asigură zidărei un caracter de monolit. Ele asigură legătura între pietrele de zidărie prin intermediul forţelor de adeziune şi de frecare. Mortarul transmite şi repartizează cât mai uniform eforturile în zidărie, micşorând în acelaşi timp permeabilitatea la agenţi atmosferici prin umplerea rosturilor dintre pietre. Mortarele pentru zidărie se clasifică după cum urmează: a. după caracteristicile acestora şi modul de utilizare: - mortar pentru zidărie pentru utilizare generală (G): mortar pentru zidărie fără caracteristici speciale; - mortar pentru zidărie pentru rosturi subţiri (T): mortar performant cu dimansiunea maximă a agregatelor mai mică sau egală cu o valoare indicată; - mortar uşor pentru zidărie (L): mortar performant pentru zidărie cu densitatea în stare uscată mai mică sau egală cu o valoare indicată; Prevederile codului de proiectare CR 6 - 2006 nu se referă la mortarul pentru rosturi subţiri (T), care necesită prelucrarea (rectificarea) feţei de pozare a elementelor pentru zidărie şi nici la mortar uşor pentru zidărie (L), ci doar la zidăriile executate cu mortar de utilizare generală (G) Folosirea tipurilor de mortare (T şi L) se face numai pe baza unor reglementări speciale (Normativ / Agrement tehnic / SR EN) elaborate şi aprobate conform legislaţiei din România. b. după rezistenţa medie la compresiune denumită şi marcă, exprimată prin litera M, urmată de rezistenţa unitară la compresiune în N/mm2 (de exemplu: M5 este mortar cu rezistenţa unitară medie la compresiune fm = 5 N/mm2). Avem mortare de marca M1 , M2,5 , M5 şi M10. Marca se determină pe cuburi standard cu latura de 7,07 cm, încercate la 28 de zile pentru mortare pe bază de ciment şi 90 de zile pentru mortare de var. Calitatea materialelor folosite la executarea zidăriillor (cărămizi,blocuri şi mortare) se stabileşte la proiectare ţinându-se seama de prescripţiile specifice în funcţie de: rolul şi poziţia elementului de construcţie în ansamblul structurii, natura

12

şi mărimea eforturilor unitare rezultate din calcul, regimul de înălţime al construcţiei şi gradul de protecţie antiseismică. - Mortarul M 1 este mortar var-ciment, utilizat la pereţi nestructurali pentru construcţii provizorii şi anexe gospodăreşti; - Mortarul M 2,5 este mortar de ciment – var, utilizat la pereţi structurali pentru construcţii provizorii şi anexe gospodăreşti, respectiv la pereţi nestructurali pentru construcţii definitive toate clasele de importanţă; - Mortarul M 5 este mortar de ciment – var, utilizat la pereţi structurali şi nestructurali la construcţii definitive toate clasele de importanţă; - Mortarul M 10 este mortar de ciment, utilizat la pereţi structurali la construcţii definitive toate clasele de importanţă; - zidăriile armate se realizează cu mortar de marca minim M5 ; - mortarele de marca M10 se utilizează, de obicei la zidăriile de piatra ; Pentru zidăriile executate cu elemente din BCA, rezistenţa unitară minimă la compresiune a mortarului va fi : - M 2,5 pentru pereţi structurali la construcţii definitive din toate clasele de importanţă; - M 1 pentru pereţi structurali la construcţii provizorii şi anexe gospodăreşti şi pentru pereţi nestructurali la toate tipurile de construcţii. Proprietăţile mortarului proaspăt sunt: consistenţa, densitatea aparentă, tendinţa de segregare, lucrabilitatea timpul de priză şi de întărire. Proprietăţile mortarului întărit sunt:

densitatea aparentă, adeziunea,

rezistenţele mecanice la compresiune şi întindere, întindere din încovoiere, rezistenţa la îngheţ dezgheţ. Pentru executarea zidăriei sunt importante consistenţa şi lucrabilitatea mortarului. Consistenţa se stabileşte în funcţie de tipul elementului (pietrei), respectiv greutate, prezenţa golurilor urmărind ca la aşezarea blocurilor mortarul să nu refuleze înafară, iar zidăria să se poată executa fără întreruperi.

13

Dintre proprietăţile mortarului întărit adeziunea, marca şi deformabilitatea sunt importante pentru comportarea zidăriilor. Aderenţa (adeziunea) mortarelor la elementele de zidărie se apreciază prin rezistenţa la forfecare iniţială fy k o. – cf. CR 6 – 2006 , tabel 4.3. 6.3.3. Armături si betoane Zidăria se armează în scopul majorării rezistenţelor la întindere şi forfecare. Armăturile care se dispun în rosturile orizontale pot fi din oţel OB 37 sub formă de bare independente, sau din STNB sub formă de plase sudate prefabricate la dimensiuni modulate. Barele armăturii orizontale se dispun la distanţe pe înălţime, de cel mult 40 cm. Rosturile în care se dispun armături transversale sub formă de plase sau bare care se încrucişează vor avea grosimea egală cu suma diametrelor barelor pus 4 mm în plus. Utilizarea oţelului PC se recomandă numai în măsura în care generează efecte economice în raport cu otelul OB 37. Diametrul maxim al barelor simple va fi de 8 mm, iar cel al barelor care se încrucişează de 6 mm. Clasa minimă a betonului utilizat pentru elementele de confinare sau pentru stratul median în cazul pereţilor din zidărie cu inima armată (ZIA) va fi de clasa ≥ C 12/15. Dimensiunea maximă a agregatelor betonului folosit pentru elementele de confinare nu va depăşi 20 mm. Pentru stratul median la pereţii din ZIA se va folosi beton cu agregat mărunt cu dimensiunile £ 12 mm. 6.4. Principii de ţesere Comportarea zidăriei ca un monolit sub acţiunea încărcărilor se datoreaza mortarului şi legăturilor prin ţeserea rosturilor . Rosturile verticale au grosimea de 10 mm iar cele orizontale de 12

14

Dimensiunile de fabricaţie a pietrelor artificiale (lungime şi înălţime) de zidărie se stabilesc scăzând din dimensiunile nominale rosturile verticale şi orizontale. Pentru pereţii structurali ai tuturor clădirilor din clasele de importanţă I÷IV, indiferent de valoarea acceleraţiei seismice de proiectare ag la amplasament, rosturile verticale şi orizontale ale zidăriei vor fi umplute complet cu mortar. Rosturile orizontale trebuie să fie plane şi de grosime uniformă,astfel încât încărcările gravitaţionale să acţioneze perpendicular pe asize (rânduri ) . Rosturile verticale transversale trebuie să fie orientate perpendicular pe faţa laterală a peretelui, pentru a se evita efectul de pană ; Rosturile verticale se ţes la fiecare rând astfel ca suprapunerea cărămizilor din 2 rânduri succesive pe înălţime să se facă pe minim 1/4 cărămidă în lungul zidului şi la 1/2 cărămidă pe grosime ; la blocurile ceramice, din beton cu agregate uşoare şi din beton celular autoclavizat (BCA) rosturile verticale vor fi ţesute la fiecare rând astfel ca suprapunerea blocurilor să se facă pe 1/2 bloc; Se admite în unele cazuri şi ţeserea la mai multe rânduri (maxim 6), dar cu efecte defevorabile asupra comportării mecanice. Rândurile de pietre aşezate transversal pot alterna cu cele asezate longitudinal . 6.5. Tipuri de cărămizi şi exemplu de alcătuire pereţi 6.5.1. Cărămizi pline

15

16

17

6.5.2. Cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri verticale (GV)

18

19

Folosirea elementelor cu diferite profilaţii, altele decât cele cu toate feţele plane,atât din producţia internă şi din import se va face în conformitate cu normativul P100-1/2006 şi în următoarele condiţii: Condiţiile de calitate şi/sau caracteristicile mecanice ale materialelor componente şi ale zidăriilor realizate cu acestea, pentru care sunt aplicabile prevederile codului CR 6 -2006, pot fi stabilite pe baza următoarelor categorii de informaţii: - informaţii existente în baza de date naţională; - date din agrementele tehnice eliberate de autorităţile competente din România; - încercări efectuate în cadrul unui proiect concret; - informaţii existente într-o bază de date din străinătate pentru produse similare. În cazul datelor stabilite prin încercări, efectuate în cadrul unui proiect sau existente într-o bază de date din străinătate, este necesară cunoaşterea şi validarea metodologiei de testare şi interpretare a rezultatelor. În cazul elementelor pentru zidărie, prin produse similare se înţeleg, elemente având aceleaşi valori ale dimensiunilor, volumului de goluri, grosimea pereţilor interiori şi exteriori (în cazul

blocurilor cu goluri verticale), aceeaşi

profilaţie a rosturilor verticale (în cazul elementelor îmbinate nut şi feder), etc şi care sunt puse în operă, de regulă în aceleaşi condiţii de calitate similare cu nivelul mediu al manoperei din România.

20

1

CCIA ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 10 6.6. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE ZIDĂRIEI 6.6.1. Noţiuni generale Proprietăţile mecanice ale zidăriei sunt determinate de caracteristicile elementelor componente (blocuri, mortar, beton, armătură), de modul de asigurare a conlucrării lor la diferite solicitări, precum şi de condiţiile particulare de execuţie, întărire, încărcare etc. Piatra ( elemente sub formă de cărămizi sau blocuri- naturale sau artificiale) şi mortarul se află în zidărie într-o stare complexă de eforturi, fiind supusă în acelaşi timp la compresiune excentrică şi locală, încovoiere, forfecare şi întindere, chiar şi în cazul unei solicitări de compresiune centrică sau uniform repartizată pe întreaga secţiune a elementului (fig.6.8 )

Fig. 6.8. Starea complexă de eforturi în elemente şi mortar 1- gol de aer; 2- celemente (cărămizi); 3-mortar; 4-zonă de compresine locală (concentrare de eforturi); 5-zonă de forfecare; 6- zonă de încovoiere; 7- tensiune transversală în cărămizi.

2

Acest mod de conlucrare a pietrei de zidărie cu mortarul, respectiv această stare complexă de eforturi se explică prin: a. neuniformitatea pietrei de zidărie (cărămidă, bloc) şi mai ales a patului de mortar, blocurile rezemând discontinuu şi încărcându-se neuniform; De exemplu la punerea în operă: - nu se poate realiza o suprapunere perfectă a pietrelor (elementelor) pe suprafaţa mortarului, deoarece nu se poate

face o nivelare perfectă a

mortarului şi o comprimare (apăsare) uniformă a pietrei în mortar; - mortarul întărit, ca urmare a celor de mai sus, are anumite puncte mai puţin rigide şi altele mai rigide existând astfel posibilităţi de solicitări concentrate pe suprafaţa pietrei. Ca urmare a poziţiei oarecare a punctelor rigide din mortar solicitările concentrate produc în pietre momente încovoietoate, forţe tăietoare şi compresiune locală. b. deformaţiile diferite ale mortarului şi a elementelor (cărămizi, blocuri); La încărcarea zidăriei, cărămizile şi mortarul se deformează lateral, dar deformaţiile transversale ale mortarului sunt mai mari decât ale cărămizilor; ambele materiale fiind legate între ele prin frecare şi adeziune sunt obligate a avea aceleaşi deformaţii în zona de contact. În acest caz, cărămizile opresc deformaţia mortarului, care produce o deformaţie suplimentară a cărămizilor. Astfel, elementele (cărămizile) sunt solicitate la întindere tranbsversală, care se adaugă la starea de la tensiune de compresiune verticală din acţiunea exterioară, iar mortarul, care este mai puţin rigid, este supus la o tensiune laterală de compresiune, fiind împiedicat de a se deforma transversal. 6.6.2. Stadiile de lucru ale zidăriei comprimate centric În timpul încărcării treptate a unui element de zidărie (stîlp, perete) solicitat la compresiune axială, se pot distinge patru stadii de lucru (fig.6.9)

3

Fig. 6.9. Stadiile de lucru ale zidăriei comprimate centric Stadiul I: în acest stadiu zidăria nu prezintă fisuri (N < Nfis ); Stadiul II: în acest stadiu apar primele fisuri în blocuri

datorită stării

complexe de eforturi - întindere, încovoiere, forfecare (N = Nfis ); Stadiul III: în acest stadiu apar noi fisuri, iar cele existente se alungesc şi se deschid; zidăria începe să se descompună începând de la mijlocul înălţimii, în stîlpişori verticali independenţi (Nfis< N < Nr ); Stadiul IV: acest stadiu este considerat stadiul de avarie, continuă deschiderea fisurilor chiar dacă încărcarea rămâne constantă la 0,8…0,9 din încărcarea de rupere Nr ; zidăria este împărţită în stâlpişori izolaţi, iar ruperea apare datorită flambajului acestor stâlpişori. Apariţia unei fisuri la o zidărie de vârstă înaintată este un semnal de alarmă şi trebuie analizate cauzele ei şi urmărită în timp.

4

6.6.3. Factorii care influenţează rezistenţa la rupere la compresiune centrică a zidăriei simple a. Influenţa rezistenţei blocului . În general, rezistenţa de rupere la compresiune a zidăriei creşte odată cu marca blocului. Se apreciază că rezistenţa zidăriei reprezintă în cazurile practice între 25 şi 50 % din marca blocului, procentul minim sau maxim fiind obţinut în cazul utilizării mortarelor de marcă redusă, respectiv ridicată. Rezistenţa caracteristică (normată) a zidăriei creşte odată

cu

înălţimea

blocului şi marca, deoarece se majorează simţitor modulul de rezistenţă. Prezenţa golurilor scade rezistenţa, deoarece scade modulul de rezistenţă şi aria netă a pietrelor. b. Influenţa rezistenţei mortarului . Rezistenţa zidăriei, pentru aceeaşi marcă a blocului (de exemplu fmed = 10 N/mm2) creşte odată cu marca (rezistenţa ) mortarului . - Rezistenţa la rupere sporeşte odată cu mărirea mărcii mortarului şi anume deosebit de intens pentru mărci joase de mortar, ca apoi creşterea să se micşoreze treptat şi aproape să înceteze la mărci superioare de mortar. La zidăria din blocuri mari influenţa mortarului este mai puţin importantă. Folosirea mortarelor de marcă superioară se recomandă la pietrele de înălţime mică, unde numărul de rosturi este mare, iar mortarul din rosturi influenţează negativ eforturile unitare care cresc odată cu sporirea deformaţiilor. Dar aşa cum se ştie, deformaţiile mortarelor scad odată cu mărirea mărcii acestuia. Cu cât sunt mai multe rosturi orizontale în zidărie, cu atât mortarul influenţează rezistenţa zidăriei. Din această cauză în zidăria din blocuri mari rezistenţa mortarului practic nu influenţează rezistenţa zidăriei. c. Influenţa grosimii rosturilor orizontale, a uniformităţii blocurilor şi a patului de mortar. Se apreciază că pentru fiecare creştere a grosimii rosturilor orizontale cu 3 mm peste grosimea de 10 mm, rezistenţele se reduc cu 15%.

5

Forma elementului (cărămizii, pietrei, blocului) influenţează în mod deosebit rezistenţa la rupere la compresiune centrică. Cu cât feţele sunt mai plane şi mai regulate, fără proeminenţe, deformări etc, cu atât rezistenţa la rupere este mai mare. d. Influenţa vârstei zidăriei şi a treptei de încărcare Rezistenţa zidăriei creşte în timp datorită creşterii rezistenţei mortarului. Rezistenţa zidăriei neîncărcate creşte mai accentuat în primele zile de la execuţie la mortarele de marca superioară şi mai lent la cele de marcă joasă, dar pe o perioada de timp mai mare. In mod obişnuit zidăria se încarcă treptat cu propria greutate şi cu sarcinile aduse de planşee, până la încărcarea de lungă durată Nld . Dacă aceasta încărcare de lungă durată este mai mică decat forţa de fisurare Nfis , atunci zidăria îşi sporeşte lent rezistenţa în timp. Dacă zidăria se încarcă peste forţa de fisurare rezistenţa zidăriei înregistrează o scădere accentuată. e. Influenţa sistemului de ţesere şi a calităţii execuţiei Rezistenţa la rupere a zidăriei comprimate centric este influenţată şi de rezistenţele la întindere şi forfecare a pietrelor de zidărie, care la rândul lor sunt direct influenţate de raportul de ţesere l/h . Calitatea execuţiei influenţează într-o măsură însemnată rezistenţele zidăriei. Menţinerea constantă a raportului de ţesere, a grosimii şi umplerii uniforme a rosturilor cu mortar poate duce la sporuri de rezistenţă cuprinse între 10 şi 100% . Sporul este mai pronunţat la zidăria vibrata, la care aderenţa mai bună şi omogenitatea mortarului în rosturi reduce din complexitatea starii de eforturi . f. Influenţa lucrabilităţii mortarului Umplerea copletă a rosturilor verticale se poate realiza prin vibrarea zidăriei sau folosirea de mortar cu tasarea conului etalon mai mare de 12 cm. Prin umplerea completă a rosturilor, rezistenţa zidăriei creşte deoarece rosturile pline participă la preluarea eforturilor de compresiune, împiedică deformaţiile transversale ca şi concentrarea eforturilor, provocate de obicei de întreruperea continuităţii zidăriei în rosturile verticale .

6

g. Temperatura de întărire a zidăriei Rezistenţele cuprinse în normele de proiectare sunt cele obţinute pe probe păstrate la 15 – 20

o

C. La temperaturi de 75 -100

o

C şi umiditate relativă mai

mare de 60 % zidăria se întăreşte mai repede, dar rezistenţele finale sunt aceleaşi ca în condiţii normale de întărire. La temperaturi mai mici de 15 o C întarirea este mai lentă . Sub 0o C trebuie luate măsuri de executare a zidăriei pe timp friguros . 6.6.4. Rezistenţa la compresiune a zidăriei 6.6.4.1. Rezistenţa unitară caracteristică la compresiune a zidăriei Rezistenţa unitară caracteristică la compresiune a zidăriei fk se poate determina experimental pe baza rezultatelor încercărilor pe probe de zidărie sau când nu există date ale încercărilor prin calcul teorectic în funcţie de rezistenţele unitare la compresiune ale elementelor pentru zidărie (pietre, cărămizi, blocuri) şi a mortarului. a. Determinarea experimentală a rezistenţei caracteristice a zidăriei Determinarea experimentală a rezistenţei caracteristice (normate) fk, se efectuează prin încercări pe diferite tipuri de prisme de probă de dimensiuni mici, respectiv de tipul a, b, c ( fig.6.10) . Dimensiunile nominale ale prismelor de probă sunt determinate în funcţie de tipul cărămizii sau blocului utilizat şi de dimensiunile nominale ale acestora. Trebuie efectuate încercări pe încearcă 10 probe.

minimum 5 probe, dar de preferinţă se

7

Fig. 6.10. Tipuri de prisme de probă pentru determinarea rezistenţei caracteristice la compresiune a zidăriei simple. Relaţia pentru determinarea a rezistenţei normate fk este : fk = f0 – 1,645 σd , în care : fk - rezistenţa caracteristică (normată) la compresiune a zidăriei, după efectuarea încercărilor experimentale, cu o asigurare de 95 %. f0 - caracteristica de rezistenţă a prismelor de probă şi reprezintă media aritmetică a rezultatelor încercărilor pe cele “ n “ probe , de obicei aşa cum am spus mai sus, 10 prisme de probă.

8

Ca urmare relaţia de calcul este următoarea: k =n

fO =

å fk

k =1

n

, respectiv în cazul efectuării încecărilor pe 10 prisme de probă ,

relaţia va fi următoarea : fO =

f1 + f2 + f3 ..... ... + f10 10

1,645 – este un coeficient care corespunde unui risc acceptat de 5%; σd – abaterea medie pătratică sau abaterea standard; σd = Df k K =n

Df k = å (fk - f0 ) × Pi 2

k =1

Pi =

1 1 = 0,1 , respectiv în cazul efectuării a 10 încercări , Pi = n 10

În cazul încercărilor pe 10 prisme de probă, relaţia va fi următoarea: Df k = (f1 - f0 ) x 0,1 + (f2 - f0 ) x 0,1 + .......... + (f10 - f0 ) x 0,1 2

2

2

Documentul normativ de referinţă ce se are în vedere pentru determinarea rezistenţei unitară caracteristică la compresiune a zidăriei fk pe baza rezultatelor încercărilor pe probe de zidărie este SR EN 1052/1. Codul de proiectare pentru structuri din zidărie CR 6 - 2006 precizează în tabel 4.2a (prezentat mai jos), rezistenţa caracteristică la compresiune a zidăriilor realizate cu cărămizi pline din argilă arsă 240 x 115 x 63 mm, în funcţie rezistenţa medie fmed a cărămizii , rezistenţa medie a mortarului şi modul d ţesere ( a se vedea fig. 6.11 de mai jos respectiv fig. 4.1 din CR 6 – 2006).

9

Fig.6.11. (fig. 4.1. din CR 6 – 2006) Alcătuirea zidăriei (a ) – fără rost de mortar paralel cu planul peretelui; (b ) – cu rost de mortar parallel cu planul peretelui.

10

În tabelul 4.2a , fmed , este rezistenţa medie la compresiune a elementelor pentru zidărie (cărămidă, bloc), declarată de producător , având ca document de referinţă normativul SR EN 771. fm este rezistenţa medie la compresiune a mortarului conform document normativ de referinţă SR EN 998/2 /2204. Datele din tabelul 4.2a sunt date rezultate în urma determinărilor experimentale determinate în cadrul INCERC Bucureşti. Pe baza datelor din tabelul 4.2a, se pot determina rezistenţele caracteristice şi pentru zidării realizate cu alte tipuri de elemente (cărămizi) produse în România prin înmulţirea valorilor din acest tabel cu anumiţi coeficienţi de corecţie (f d = 0,95 sau 1,10 sau 1,22), funcţie de tipul elementelor

şi

dimensiunile acestora şi modul de ţesere [Codul CR6 -2006, capitolul 4, punctul 4.1.1.1.1 – (8)]. f d = 0,95 pentru elementele cu goluri verticale du dimensiunile: - 240 x 115 x 88 mm - 240 x 115 x 138 mm - 290 x 240 x 138 mm f d = 1,10 pentru elementele cu goluri verticale du dimensiunile: - 240 x 115 x 188 mm - 290 x 140 x 138 mm - 290 x 240 x 188 mm f d = 1,22 pentru elementele cu goluri din beton obişnuit şi uşor: - 290 x 240 x 188 mm Pentru zidăriile executate cu blocuri din BCA, valoarea rezistenţei caracteristice la compresiune se va lua din tabelul 4.2b din CR6 -2006. Alegerea tipului de mortar, respectiv rezistenţele unitare minime la compresiune ale mortarelor pentru realizarea pereţilor din zidărie se va face ţinând seama de următoarele precizările din tabelul de mai jos:

11

Tipul construcţiei

Pereţi structurali

Pereţi nestructurali

Elemente

Elemente

Mortar

(cărmămizi,

(cărmămizi,

blocuri)

blocuri)

Mortar

Construcţii definitive

fmed > 10

M 10

fmed > 10

M5

Toate clasele de importanţă

fmed ≤ 10

M5

fmed ≤ 10

M 2,5

Construcţii provizorii

M 2,5

M1

Anexe gospodăreşti Pentru zidăriile executate cu BCA, rezistenţa unitară minimă la compresiune a mortarului va fi: M 2,5 - pentru pereţi structurali la construcţii definitive din toate clasele de importanţă; M 1 - pentru pereţi structurali la construcţii provizorii şi anexe gospodăreşti şi pentru pereţi nestructurali la toate tipurile de construcţii. b. Determinarea prin calcul teorectic

a rezistenţei caracteristice la

compresiune a zidăriei Când nu există date ale încercărilor, rezistenţa unitară caracteristică la compresiune fk a zidăriei realizată cu mortar pentru utilizare generală (G), pentru încărcări normale pe planul rosturilor orizontale, se va calcula în funcţie de rezistenţele unitare la compresiune pentru elementele pentru zidărie şi a mortarului, conform următoarei relaţii: fk = K x fb x fm

[ 6.1]

unde: K – constantă care depinde de tipul elementului pentru zidărie şi de tipul mortarului; fm – rezistenţa medie la compresiune a mortarului, în N/mm; fb – rezistenţa la compresiune standardizată a elementului pentru zidărie, pe direcţia normală pe rosturile orizontale, în N/mm2 ;

12

Rezistenţa

la

compresiune

standardizată

reprezintă

rezistenţa

la

compresiune a elementelor pentru zidărie transformată în rezistenţa la compresiune a unui element pentru zidărie uscat în aer, echivalent având 100 mm lăţime x 100 mm înălţime. La cerere producătorul trebuie să declare rezistenţa la compresiune standardizată. În cazul în care rezistenţa la compresiune a elementelor pentru zidărie specificată de producător este rezistenţa medie (având ca document normativ de referinţă SR EN 771), această valoare va fi convertită în rezistenţă standardizată la compresiune pentru a se ţine seama de înălţimea şi lăţimea elementelor de zidărie, prin multiplicarea cu un factor de transformare d . În Codul CR6 -2006, tabelul 3.1a este precizat acest factor de transformare. Atunci când rezistenţa la compresiune declarată de producător pentru elementele de zidărie este cea caracteristică, aceasta se va transforma în rezistenţa medie echivalentă, utilizând un factor de conversie (care depinde de numărul probelor) comunicat de producător în documentele de însoţire a produsului. Rezistenţa medie echivalentă va fi convertită în rezistenţa standardizată. Valorile rezistenţelor standardizate/medii/caracteristice ale elemntelor, sunt valori minime şi vor fi garantate de producător printr-un certificate de conformitate cu norma de produs. Pentru zidăriile executate cu elemente fabricate în România şi pentru mortar de utilizare generală (G), valorile constantei K sunt următoarele: K = 0,50 pentru cărămizi ceramice pline, blocuri cu goluri din beton obişnuit şi uşor, blocuri mici de BCA; K = 0,45 pentru cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri verticale. Pentru elementele pentru zidărie provenite din import, producătorul va declara valoarea acestei constante. Determinarea rezistenţei caracteristice la compresiune a zidăriei prin utilizarea relaţiei de calcul, precizată mai sus (relaţia 6.1) se poate face doar prin satisfacerea anumitor condiţii, dintre care se amintesc următoarele: - toate rosturile zidăriei sunt umplute cu mortar;

13

- grosimea zidăriei este egală cu lăţimea sau lungimea elementului pentru zidărie, astfel încât nu există rost de mortar paralel cu planul peretelui. În cazul în care ţeserea zidăriei se face cu rost paralel cu planul peretelui valoarea rezultată prin calcul utilizând relaţia de calcul se reduce cu 20%. 6.6.4.2. Rezistenţa unitară de proiectare (de calcul) la compresiune a zidăriei Rezistenţa unitară de proiectare (de calcul) la compresiune a zidăriei indiferent de modul de determinare a rezistenţei unitare caracteristice se va determina cu relaţia: fd = mz

fk gM

unde: mz – coeficient al condiţiilor de lucru a cărui valori se vor lua diferenţiat în funcţie de starea limită la care se efectuează verificarea (ULS – starea limită ultimă sau SLS - starea limită de serviciu), funcţie de solicitare (compresiune, încovoiere, forfecare în lungul rostului orizontal şi eforturi principale de întindere), de tipul mortarului utilizat, de tipul finisajului. Valorile acestui coeficient în funcţie de datele specificate anterior sunt prevăzute în CR 6 – 2006 capitolul 4, punctual 4.1.1.1.3. , respectiv: a. Pentru verificările la starea limită ultimă (USL) mz

ULS

= 1,0 – pentru toate cazurile, cu excepţia celor menţionate în

continuare; mz ULS = 0,85 – pentru elemente cu aria secţiunii transversale <0,30 m2; mz ULS = 0,85 – pentru zidăriile executate cu mortar de ciment (fără adaos de var), pentru rezistenţa de calcul la compresiune; mz ULS = 0,75 – idem pentru rezistenţele de calcul la întindere din încovoiere, forfecare în lungul rostului orizontal şi eforturi principale de întindere; mz ULS = 0,75 –pentru verificarea rezistenţei elementelor în cursul execuţiei; b. Pentru verificările la starea limită de serviciu (SLS) mz

ULS

continuare;

= 1,0 – pentru toate cazurile, cu excepţia celor menţionate în

14

mz ULS = 2,0 – pentru elemente cu tencuială obişnuită; mz ULS = 1,50 – pentru elemente cu tencuială hidroizolatoare care lucrează sub acţiunea presiunii hidrostatice; mz ULS = 1,20 – pentru elemente cu tencuială decorativă şi la construcţiile cu finisaje superioară; fk - rezistenţa caracteristică la compresiune a zidăriei (determinată pe cale experimentală sau prin calcul teoretic); g M - coeficient de siguranţă al materialului a cărui valori sunt considerate în

funcţie de starea limită la care se efectuează verificarea, de clasa elementelor de zidărie (clasa I sau clasa

II), de tipul mortarului, de condiţiile de control al

execuţiei (control normal, control redus). Valorile acestul coeficient sunt precizate în CR 6 – 2006 cap.2, punctul 2.4.2.3.1. şi anume: a. Pentru calculul la ULS - în cazul zidăriilor executate cu elemente pentru zidărie din clasa I şi mortar de uz general (G) – mortar performant sau de reţetă, în condiţii de control normal, valoarea coeficientului parţial de siguranţă, gM = 2,2; - în cazul zidăriilor executate cu elemente pentru zidărie din clasa II şi/sau cu mortar preparat pe şantier, în condiţii de control normal, valoarea coeficientului parţial de siguranţă, gM = 2,5; - în cazul zidăriilor executate cu elemente pentru zidărie din orice clasă şi/sau cu mortar preparat pe şantier, în condiţii de control redus, valoarea coeficientului parţial de siguranţă, gM = 3,0; Sunt considerate condiţii de control normal al execuţiei dacă lucrările sunt supravegheate permanent de un responsabil tehnic cu execuţia atestat conform legii, proiectantul urmăreşte şi controlează sistematic desfăşurarea lucrărilor, responsabilul tehnic al beneficiarului, verifică permanent calitatea materialelor şi modul de punere în operă şi se efectuează verificările preliminare şi în etape intermediare conform reglementărilor în vigoare. Sunt considerate condiţii de control redus al execuţiei dacă lucrările nu sunt supravegheate permanent de un responsabil tehnic cu execuţia atestat conform

15

legii, proiectantul nu urmăreşte şi controlează sistematic desfăşurarea lucrărilor, responsabilul tehnic al beneficiarului,nu verifică permanent calitatea materialelor şi modul de punere în operă şi nu se efectuează verificările preliminare şi în etape intermediare conform reglementărilor în vigoare. Controlul redus va fi luat în considerare la proiectare, deci se va considera coeficientul de siguranţă cu valoarea, gM = 3,0 , numai la cererea specială a beneficiarului, consemnată în tema de proiectare. b. Pentru calculul la SLS Valorile de proiectare ale rezistenţei zidăriei pentru calculul la SLS, se iau egale cu valorile caracteristice, respectiv valoarea coeficientului de siguranţă gM = 1,0.

1

CCIA ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 11 6.6.5. Rezistenţa la întindere din încovoiere şi rezistenţa la forfecare Zidăria lucrează defavorabil la solicitările de întindere, încovoiere şi forfecare, de aceea se recomandă evitarea folosirii zidăriei în aceste condiţii de solicitare. Solicitările de întindere, întindere din încovoiere apar la pereţii silozurilor, rezervoarelor şi la ziduri de sprijin. Forfecarea apare la reazemele arcelor, la console. 6.6.5.1.Rezistenţa unitară la întindere din încovoiere perpendicular pe planul zidăriei În cazul solicitărilor la încovoiere, produsă de forţe perpendiculare pe planul zidăriei, vor fi luate în considerare rezistenţele corespunzătoare următoarelor situaţii: a. Rezistenţa la intindere din încovoiere după un plan de rupere paralel cu rosturile orizontale fxk1 (ruperea zidăriei după secţiuni cu rosturi nelegate sau plan de rupere paralel cu rosturile orizontale)

Fig.6.12. Ruperea zidăriei încovoiate perpendicular pe planul peretelui a. Plan de rupere paralel cu rosturile orizontale, fxk1 ;

2

Cedarea în secţiunea cea mai solicitată se datorează fie distrugerii aderenţei între piatră şi mortar, fie depăşirii rezistenţei la întindere a mortarului şi în cazuri mai rare depăşirii rezistenţei la întindere a pietrei. Cel mai frecvent ruparea se produce prin depăşirea aderenţei între piatră şi mortar. Aderenţa este mult influenţată de lucrabilitatea mortarului şi de absorţia de apă a pietrei. Rezultatele experimentale au arătat că aderenţa mortarului la cărămidă sporeşte de 2-3 ori când cărămida arsă, cu o absorţie de apă de 12-14% este udată înainte de punerea în operă până la 4-8% din grautate şi utilizând mortar cu tasarea conului etalon ≥ 12 cm . Aderenţa mortarului creşte odată cu marca acestuia . De asemenea vibrarea zidăriei sporeşte rezistenţa la întindere. b. Rezistenţa la intindere din încovoiere după un plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale fxk2 (ruperea zidăriei după secţiuni cu rosturi legate sau plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale)

Fig.6.13. Ruperea zidăriei încovoiate perpendicular pe planul peretelui a. Plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale, fxk2 ;

3

Ruperea se poate produce după o linie frântă ce trece numai prin rosturi. Rezistenţa rostului vertical se neglijează, de aceea rezistenţa după un plan perpendicular pe rosturile orizontale depinde numai de aderenţa mortarului cu pietrele. 6.6.5.1.1.Rezistenţele unitare caracteristice la întindere din încovoiere perpendicular pe planul zidăriei Rezistenţele

unitare

caracteristice

la

întindere

din

încovoiere

perpendicular pe planul zidăriei corespunzătoare celor două situaţii fxk1 şi fxk2, vor fi obţinute din rezultate încercărilor pe zidărie sau conform informaţiilor existente în baza de date naţională, conform datelor din agrementele tehnice eliberate de autorităţile competente, informaţii existente într-o bază de date din străinătate pentru produse similare. Pentru zidării executate cu elemente de tip argilă arsă, pline sau cu perforaţii verticale şi BCA şi mortar de utilizare generală (G) valorile fxk1 şi fxk2 sunt conform celor din tabelul 6.1. de mai jos respectiv în tabel 4.5. din CR 6 – 2006. Tabel 6.1.- Rezistenţele unitare carecteristice la întindere din încovoiere, perpendicular pe planul zidăriei (pentru un plan de rupere paralel cu rosturile orizontale fxk1 şi pentru un plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale fxk2) Rezistenţa medie a mortarului Tipul elementelor

Argilă arsă, pline sau cu

M 2,5

M 10* , M 5 fxk1

fxk2

fxk1

fxk2

0,240

0,480

0,180

0,360

0,080

0,160

0,065

0,130

perforaţii verticale Beton celular autoclavizat

*

Mortarul M 10 nu se foloseşte pentru elementele fmed = 5 N/mm2 şi pentru

elementele din BCA

4

6.6.5.1.2. Rezistenţele unitare de proiectare la întindere din încovoiere perpendicular pe planul zidăriei Rezistenţele unitare de proiectare la întindere din încovoiere perpendicular pe planul peretelui de zidăriei se vor calcula cu următoarele relaţii: fx d 1 = m z

fx k 1 gM

fx d 2 = m z

fx k 2 gM

unde: - fxk1 : rezistenţa unitară caracteristică la întindere din încovoiere după un plan de rupere paralel cu rosturile orizontale; - fxk2: rezistenţa unitară la întindere din încovoiere după un plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale; mz – coeficient al condiţiilor de lucru a cărui valori se vor lua diferenţiat în funcţie de starea limită la care se efectuează verificarea (ULS – starea limită ultimă sau SLS - starea limită de serviciu), funcţie de solicitare (compresiune, încovoiere, forfecare în lungul rostului orizontal şi eforturi principale de întindere), de tipul mortarului utilizat, de tipul finisajului .Valorile acestui coeficient în funcţie de datele specificate anterior sunt prevăzute în CR 6 – 2006 capitolul 4, punctul 4.1.1.1.3. – (a se vedea cursul anterior, nr.10). g M - coeficient de siguranţă al materialului a cărui valori sunt considerate în

funcţie de starea limită la care se efectuează verificarea, de clasa elementelor de zidărie (clasa I sau clasa

II), de tipul mortarului, de condiţiile de control al

execuţiei (control normal, control redus). Valorile acestul coeficient sunt precizate în CR 6 – 2006 cap.2, punctul 2.4.2.3.1. – (a se vedea cursul anterior, nr.10).

5

6.6.5.2. Rezistenţa zidăriei la forfecare în rost orizontal 6.6.5.2.1. Rezistenţa unitară caracteristică a zidăriei la forfecare în rost orizontal Rezistenţa unitară caracteristică a zidăriei la forfecare în rost orizontal fvk , realizată cu mortar de utilizare generală ,, G “, cu toate rosturile umplute,pentru elementele din grupele 1 şi 2 precum şi pentru elemente din BCA din grupa 1 se vor lua conform tabel. 4.4a ; 4.4b , respectiv 4.4c din CR6-2006. Se mai poate determina şi cu relaţiilor de calcul 4.3.a şi 4.3.b din acelaşi cod de proiectare CR6 – 2006 pe baza rezistenţei caractaristice iniţiale fvko , a rezistenţei standardizate a elementelor pentru zidărie fb şi a efortului unitar de compresiune perpendicular pe planul de forfecare. 6.6.5.2.2. Rezistenţele unitare de proiectare la forfecare în rost orizontal Rezistenţele unitare de proiectare la forfecare în rost orizontal se va calcula cu următoarea relaţie: fvd = mz

f vk

gM

unde: fvk : rezistenţa unitară caracteristică a zidăriei la forfecare în rost orizontal mz şi g M , conform celor precizate la punctul 6.6.5.1.2 şi curs nr.10. 6.7. Proprietăţile fizice ale zidăriei Proprietăţile relevante ale zidăriei sunt: - curgerea lentă; - variaţiile de volum datorate modificărilor umidităţii; - dilatarea termică. Valorile de proiectare ale acestor proprietăţi sunt determinate fie prin încercări fie pe baza informaţiilor din baza de date naţională,pe baza datelor din agrementele tehnice eliberate de autorităţile competente din România, a datelor din încercări efectuate în cadrul unui proiect concret sau a informaţiilor existente într-o bază de date din străinătate pentru produse similare.

6

În absenţa unor date mai exacte, valorile de proiectare respective (valoarea coeficientului de curgere lentă finală Φ

∞

, valoarea ultimă de umflare la

umiditate sau contracţie şi valoarea coeficientului de dilatare termică), pot fi luate orientativ, în limitele indicate în tabelul 4.9. din CR 6 -2006. 6.8. Durabilitatea zidăriei Clădirile din zidărie vor fi proiectate astfel încât să aibă durabilitatea necesară pentru a fi utilizate în conformitate cu cerinţele şi cu durata de exploatare stabilite prin tema de proiectare, în condiţiile specifice ale mediului înconjurător. 6.8.1. Condiţii de microclimat de expunere Condiţiile de microclimat de expunere a zidăriei terminate, sunt strâns legate de zona în care este amplasată clădirirea (factorii climatici ai amplasamentului), de condiţiile de exploatare şi procesele funcţionale ale acesteia (severitatea expunerii la umiditate, la cicluri de îngheţ-dezgheţ, prezenţa compuşilor sau a substanţelor chimice) şi se încadrează în cinci clase de expunere, respectiv: MX1 – mediu ambiant uscat; MX2 – mediu expus la umiditate sau umezire; MX3 - mediu expus la umezire cu cicluri de îngheţ-dezgheţ; MX4 - mediu expus la aer saturat de sare, apă de mare sau alte ape cu săruri; MX5 – mediu ambient chimic agresiv. La proiectarea clădirilor din zidărie pentru stabilirea condiţiilor de microclimat de expunere se va ţine seama şi de următoarele elemente: - tipul de finisaje şi de placaje de protecţie; - modul în care aceste finisaje împiedică menţinerea/acumularea apei pe faţade. 6.9. Calculul de verificare a pereţilor din zidărie nearmată (ZNA) sub acţiunea încărcărilor gravitaţionale: NS ≤ NRd Unde:

7

NS – solicitarea din acţiunea încărcărilor gravitaţionale în secţiunea de calcul; NRd – capacitatea portantă sau rezostenţa de proiectare la compresiune pentru un element din zidărie nearmată cu secţiune oarecare şi care se va determina conform relaţiei de mai jos: NRd = fi ( m ) × A × f d Unde: fi (m ) - coeficientul de reducere a capacităţii portante datorită efectului

zvelteţei elementului şi efectului excentricităţilor de aplicare a încărcărilor în secţiunile extreme ( fi ) şi respectiv în secţiunea de la 2/3 din înălţimea elementului măsurată de la bază ( f m ) ; A – aria secţiunii transversale a elementului; f d - rezistenţa de proiectare la compresiune a zidăriei.

În cazul pereţilor din zidărie dreptunghiulară, rezistenţa de proiectare (capacitatea portentă) la compresiune se calculează, de regulă, pentru unitatea de lungime a peretelui. A = 1,0 m x t ;

Unde t, este grosimea peretelui.

Coeficientul de reducere a rezistenţei în secţiunile de la extremitatea peretelui ( fi ) – sus şi jos depinde numai de excentricitatea de aplicare a încărcărilor şi se determină cu umrătoarea relaţie fi = 1 - 2

ei ; t

ei = excentricitatea de calcul, în secţiunea de la extremitatea peretelui (sus/jos), în care se face verificarea. ei = eoi + ea eoi – excentricitatea datorată tuturor încărcărilor aplicate peste nivelul de calcul şi care se determină cu relaţia: eoi =

N 1 d1 + å N 2 d 2 N1 + å N 2

,

unde:

8

N1 – încărcarea transmisă de peretele de la etajul superior (în situaţia în care acesta transmite încărcare excentric); d1 – excentricitatea cu care este aplicată încărcarea N1; N2 – încărcările aduse de planşeu/planşeele care reazemă direct pe perete; d2 – excentricităţile cu care sunt aplicate încărcările N2; ea – excentricitatea accidentală (adiţională), cauzată de unele imperfecţiuni de execuţie; În calcule excentricitatea accidentală (adiţională), se va introduce cu cea mai mare dintre valorile: ea =

t ³ 1,0 cm ; 30

ea =

het ³ 1,0 cm 300

unde: t – grosimea peretelui; het – înălţimea etajului. Coeficientul de reducere a rezistenţei în zona centrală a peretelui respectiv la 2/3 din hperete ( f m ), va fi luat din tabelul 6.1. din CR 6 -2006, în funcţie de rapoartele hef /t şi emk / t , în care emk este excentricitatea de calcul în zona centrală a peretelui (la 2/3 h etaj, măsurată de la baza peretelui). emk = em + ek în care em =

2 e0i + ea 3

ek = 0,002 Φ ∞ hef

em t

unde: hef – înălţimea efectivă a peretelui; e0i – excentricitatea în secţiunea de sus a peretelui; ea – excentricitatea accidentală (adiţională); ek – excentricitatea datorată curgerii lente; Φ ∞ - coeficientul de curgere lentă , prevăzut în tabelul 6.1 din CR 6-2006

9

6.10. Proiectarea preliminară a clădirilor cu pereţi structurali din zidărie 6.10.1. Proiectarea preliminară arhitectural-structurală a clădirilor etajate curente. Alegerea configuraţiei de ansamblu a clădirii este atribuţia principală a arhitectului, dar concepţia structurii revine inginerului structurist, bineînţeles cu respectarea cerinţelor funcţionale şi de plastică formulate de investitor şi arhitect. Proiectarea

preliminară

arhitectural-structurală

implică

parcurgerea

următoarelor etape: - stabilirea formei generale a clădirii în plan şi în elevaţie. - proiectarea preliminară a suprastructurii verticale (ansamblul pereţilor structurali). - proiectarea preliminară a planşeelor. - proiectarea preliminară a infrastructurii. 6.10.2. Alcătuirea clădirii în plan şi în elevaţie Se recomandă adoptarea unor partiuri compacte, cu simetrie geometrică (dată de forma în plan) şi cu simetrie mecanică (rezultată din dispunerea în plan a pereţilor structurali) sau cu disimetrii limitate. Aria planşeului va fi menţinut, de regulă, constantă la toate nivelurile clădirii. Se pot accepta reduceri de arie, de la un nivel la nivelul imediat superior, de circa 10-15% cu condiţia ca traseul de scurgere a încărcărilor către fundaţii să nu fie întrerupt (de exemplu, prin rezemarea unui perete structural pe planşeu). Clădirile cu pereţi structurali din zidărie vor fi alcătuite astfel încât să se realizeze o structură spaţială. Caracterul spaţial al structurii din zidărie se obţine prin: 1. Legăturile dintre pereţii structurali de pe cele două direcţii principale, la colţuri, intersecţii şi ramificaţii, care se realizează prin: - ţeserea zidăriei conform prevederilor pentru pereţii realizaţi din zidărie; - stâlpişori de beton armat turnaţi în ştrepii zidăriei în cazul zidăriei confinate; - ţeserea zidăriei din straturile exterioare şi continuitatea betonului şi armăturii din stratul median, în cazul zidăriei cu inimă armată.

10

2. Legăturile între planşee şi pereţii structurali care se va realiza în funcţie de tipul (alcătuirea) zidăriei, după cum urmează: - la zidăria nearmată (ZNA): prin centuri de beton armat turnate pe toţi pereţii; - la zidăria confinată (ZC): prin înglobarea/ancorarea armăturilor din stâlpişorii în sistemul de centuri de la fiecare planşeu; - la zidăria cu inimă armată (ZIA): prin înglobarea/ancorarea armăturilor din stratul median al peretelui în sistemul de centuri de la fiecare planşeu. Rigiditatea structurii va fi aproximativ egală pe cele două direcţii principale ale clădirii; Se recomandă ca diferenţa între rigidităţile respective să nu depăşescă 25%. Rigiditatea şi rezistenţa clădirii vor fi menţinute constante pe toată înălţimea clădirii. Se recomandă ca eventualele reduceri de rezistenţă şi rigiditate să nu depăşescă 20% şi se realizează prin reducerea: - densităţii zidurilor; - grosimii zidurilor; - rezistenţa zidăriei la compresiune. 6.10.3. Dimensiunile maxime ale clădirilor 6.10.3.1. Dimensiuni maxime în plan Pentru clădirile din zidărie fundate pe terenuri normale, lungimea maximă a tronsoanelor va fi de 50,0 m. 6.10.3.2. Dimensiuni maxime în elevaţie Numărul maxim de niveluri (nniv) peste secţiunea de încastrare (pentru care se aplică prevederilor codului CR6-2006), se limitează conform normativului P100-1/2006, în funcţie de: - acceleraţia seismică de proiectare pe amplasament (ag); - clasa de regularitate/neregularitate structurală; - clasa de importanţă a clădirii, stabilită conform P100-1/2006; - tipul/alcătuirea zidăriei (ZNA, ZC, ZC+AR, ZIA); - densitatea pereţilor structurali , pe fiecare din direcţiile principale ale clădirii (p%), care este definită prin relaţia:

11

p% = 100

Az ,net A pl

, în care :

Az, net – este aria netă totală a pereţilor din zidărie de pe direcţia respectivă; Apl – aria planşeului de la nivelul respectiv. Valorile minime constructive p% se referă la nivelul de bază al clădirii (peste secţiunea de încastrare). La nivelurile superioare ale clădirii, densitatea minimă poate fi redusă fără însă a deveni mai mică de 3% pe fiecare direcţie principală a clădirii. 6.10.4. Structuri de pereţi 1. Structuri de pereţi deşi (sisten fagure), sunt definite de următorii parametrii geometrici: - înălţimea de nivel ≤ 3,20 m; - distanţele maxime între pereţi, pe cele două direcţii principale ≤ 5,00 m; - aria celulei formată de pereţii de pe cele două direcţii principale ≤25,0 m2; 2. Structuri de pereţi rari (sisten celular), sunt definite de următorii parametrii geometrici: - înălţimea de nivel ≤ 4,00 m; - distanţele maxime între pereţi, pe cele două direcţii principale ≤ 9,00 m; - aria celulei formată de pereţii de pe cele două direcţii principale ≤75,0 m2; În această alcătuire pereţii structarali interiori se dispun, de regulă, la limita dintre unităţile funcţionale (între apartamente – la locuinţe, între sălile de clasă – la unităţile de învăţământ, etc). 6.10.5. Dispunerea stâlpişorilor şi centurilor de beton armat la zidăria confinată 1. Secţiunea transversală şi dispunerea stâlpişorilor: Secţiunea transversală a stâlpişorilor va satisface următoarele condiţii: - aria secţiunii transversale ≥ 625 cm2 , respectiv 25 x 25 cm; - latura minimă ≥ 25 cm. Modul de dispunere a stâlpişorilor - la toate colţurile exterioare şi întrânde de pe conturul construcţiei; - de ambele părţi ale oricărui gol cu suprafaţa ≥ 2,5 mp;

12

- la capetele libere ale fiecărui perete; - în lungul peretelui, astfel încât distanţa dintre axele stâlpişorilor să nu depăşească 5,0 m în cazul structurilor cu pereţi deşi (sistem fagure), respectiv 4,0 m în cazul structurilor cu pereţi rari (sistem celular). - la intersecţiile pereţilor, dacă cel mai apropiat stâlpişor amplasat conform regulilor enumerate anterior se află la o distanţă mai mare de 1,5 m. - în toţi şpaleţii care nu au lungimea minimă prevăzută în CR6-2006 Stâlpişorii vor fi executaţi pe toată înălţimea clădirii. 2. Secţiunea transversală şi modul de dispunere a centurilor Secţiunea transversală - aria secţiunii transversale ≥ 500 cm2 , respectiv 25 x 20 cm; - lăţimea ≥ 25 cm dar ≥ 2/3 din grosimea peretelui; - înălţimea ≥ 20 cm. Centurile de beton vor fi prevăzute în următoarele poziţii: - la nivelul fiecărui planşeu al construcţiei, indiferent de materialul din care este executat planşeul şi de tehnologia de execuţie a acestuia; - în poziţie intermediară, între planşee, la construcţiile etajate cu pereţii rari şi la construcţiile de tip sală/hală. Stâlpişorii şi centurile de pe conturul clădirii vor fi prevăzuţi la exterior cu protecţie termică pentru evitarea formării punţilor termice. 6.10.6. Lungimea minimă a şpaleţilor adiacenţi golurilor de uşi şi ferestre 1. pentru zidăria nearmată (ZNA) - şpaleţi marginali (de capăt) la pereţi de faţadă şi interiori: lmin = 0,6 hgol ≥ 1,20 m - şpaleţi intermediari la pereţi de faţadă şi interiori: lmin = 0,5 hgol ≥ 1,00 m 2. pentru zidăria confinată (ZC sau ZC +AR) - şpaleţi marginali (de capăt) la pereţi de faţadă şi interiori: lmin = 0,5 hgol ≥ 1,00 m - şpaleţi intermediari la pereţi de faţadă şi interiori:

13

lmin = 0,4 hgol ≥ 0,80 m 3. pentru zidăria cu inimă armată (ZIA): lmin =3 t, unde t este grosimea peretelui. 6.10.7. Grosimea pereţilor structurali Grosimea pereţilor structurali va fi stabilită, prin calcule de specialitate, pentru satisfacerea următoarelor cerinţe: - siguranţa structurală; - izolarea termică/ economie de energie; - izolare fonică; - protecţie la foc. Grosimea minimă a pereţilor structurali, indiferent de tipul elementelor din care este executată zidăria va fi de minim 240 mm. Trebuie de asemenea respectate următoarele condiţii minime privind raportul dintre înălţimea etajului (het) şi grosimea peretelui (t). - pentru zidăria nearmată (ZNA): het / t ≤ 12; - pentru zidăria confinată (ZC) şi zidăria cu inimă armată (ZIA): het / t ≤ 15; 6.10.8. Prevederi referitoare la planşee Grosimea planşeelor va fi stabilită ţinând seama de: - cerinţele de rigiditate şi rezistenţă; - cerinţele de izolare fonică. Grosimea minimă a plăcii în cazul clădirilor cu pereţi din zidărie de cărămidă este de 13,0 cm. 6.10.9. Socluri În cazul în care soclurile se execută din beton simplu, la nivelul pardoselii parterului se va prevedea un sistem de centuri care va forma contururi închise. Aria armăturlor longitudinale din aceste centuri va fi cu cel puţin 20% mai mare decât aria armăturilor din centura cea mai puternic armată de la nivelurile supraterane de pe acelaşi perete. În cazurile în care înălţimea soclului este ≥ 1,50 m se va prevedea şi o centură la baza soclului cu aceiaşi armătură ca şi centura de la nivelul pardoselii.

14

Continuitatea armăturilor din socluri nu va fi întreruptă de golurile pentru instalaţii. Mustăţile pentru elementele verticale de beton din suprastructură(stâlpişori şi stratul median al pereţilor din ZIA) vor fi ancorate în soclu pe o lungime de minimum 60 Ø ≥ 1,00 m şi vor fi fasonate fără cârlige. 6.10.10. Pereţi de subsol În cazul în care pereţii de subsol se execută din beton simplu, indiferent de rezultatele calculelor, peretele de subsol va fi prevăzut cu două centuri, la baza peretelui şi la nivelul planşeului peste subsol, care vor forma contururi închise. Aria armăturlor longitudinale din fiecare din aceste două centuri va fi cu cel puţin 20% mai mare decât aria armăturilor din centura cea mai puternic armată de la nivelurile supraterane de pe acelaşi perete. În cazul când fundaţiile se vor executa din beton simplu, armăturile centurilor precizate mai sus (atât la socluri cât şi la pereţii subsolului) vor fi majorate cu 20 %. Mustăţile pentru elementele verticale de beton din suprastructură(stâlpişori şi stratul median al pereţilor din ZIA) vor fi ancorate în centura inferioară a peretelui sau, după caz, vor fi înnădite cu mustăţile din talpa de fundare. Mustăţile vor fi fasonate fără cârlige. 6.10.11. Fundaţii Fundaţiile pereţilor din zidărie vor fi continue sub ziduri şi pot fi realizate ca: - blocuri de beton simplu, cu una sau două trepte; - blocuri de beton simplu şi cuzinet de beton armat; - tălpi din beton armat.

1

CCIA ANUL III – SEMESTRUL II CURS NR. 12 7. ELEMENTE DE CONSTRUCŢIE SPECIFICE UNOR LUCRĂRI DE INSTALAŢII Elementele unor instalaţii necesare bunei funcţionări a clădirilor se pozează (fixează, susţin, suspendă, reazeamă etc) de elementele de construcţie ale clădirilor, în anumite poziţii de lucru (exploatare), în goluri practicate la execuţia acestora şi prin intermediul unor piese din metal, lemn, mase plastice etc. 7.1. Goluri executate în elementele de construcţie pentru montarea unor instalaţii . Pentru a se evita străpungerea ulterioară a unor elemente de construcţie, ceea ce ar conduce la consum suplimentar de manoperă şi materiale, la costuri suplimentare şi în unele cazuri la slăbiri sau fisuri în elementele de rezistenţă, traseele şi poziţiile golurilor necesare tuturor tipurilor de instalaţii se prevăd în proiectele de execuţie şi se realizează o dată cu acestea. 7.1.1. Nişe Montarea unor elemente de instalaţii ca radiatoare, hidranţi, tablouri electrice, register de conducte etc, în grosimea pereţilor, se face în goluri având ca modul dimensiunile cărămizilor de 12,5 sau 15 cm, respective ½ cărămidă, 25 sau 30 cm, respectiv 1/1 cărămidă, executate o dată cu realizarea zidăriei, denumite nişe (7.1.a , b, c). În cazul pereţilor din beton armat, golurile pentru nişe au modul de 10 cm şi se realizează prin montarea în cofraje a unor elemente (cutii) din lemn, metal, materiale plastice având dimensiunile nşei. Nişele având dimensiunea mai mare de 20 cm se prevăd la partea superioară cu buiandrugi din beton armat turnaţi monolit, realizaţi prin îngoşarea plăcii planşeului în dreptul golului (centură buiandrug) sau independenţi, precum şi din elemente prefabricate de beton armat.

2

Se recomandă evitarea execuţiei nişelor în zidurile puternic solicitate sau, când aceasta nu este posibil, este necesară armarea nişelor pe contur. Dacă grosimea zidăriei exterioare este redusă datorită executării nişelor şi nu se mai asigură izolarea termică necesară, de exemplu nişele pentru amplasarea radiatoarelor de calorifer, nişa se căptuşeşte cu materiale termoizolante, protejate cu plasă rabiţ tencuită ( 7.1.c) Golurile nişelor se închid, în funcţie de elementele de instalaţii ce se montează în ele, cu capace (uşi) din metal, lemn, cu tencuieli. Fig.7.1. Nişe pentru instalaţii

a – plan ; b – secţiune verticală; c – secţiune verticală prin nişă având buiandrug şi termoizolaţie; 1 – perete; 2 – planşeu; 3 – buiandrug; 4 – termoizolaţie;

5–protecţie termoizolaţie (tencuială)

3

7.1.2. Şliţuri Montarea unor conducte de instalaţii cu dimensiuni mai reduse (apă, electrice, încălzire) care nu trebuie să rămână aparente se face în goluri denumite şliţuri. Şliţurile prevăzute în pereţii de cărămidă se execută odată cu zidăria, prin reducerea grosimii peretelui în zona şliţurilor, corespunzător adâncimii acestora. Dimensiunile şliţurilor sunt modulate în raport cu dimenşiunile cărămizilor, 1/1 ; ½ ; ¼ cărămidă (fig.7.2) respectiv 10 cm pentru elementele de beton. Fig. 7.2 Şliţuti pentru instalaţii (plan)

1 – perete exterior; 2 – perete interior; 3 – şliţuri. Şliţurile prevăzute în pereţii din beton turnaţi monolit se execută prin introducerea în cofraj a unor şipci sau dulapi având dimensiunile şliţului şi care se extrag o dată cu decofrarea peretelui. Montarea conductelor de instalaţii în pereţii neportanţi din zidărie cu grosimi de ¼ şi ½ cărămidă se face numai prin utilizarea unor prefabricate speciale din beton armat, modulate după dimensiunile cărămizilor, înglobate în pereţi odată cu executarea acestora.

4

Prefabricatele folosite sunt : -

cu şliţ pe o singură faţă sau pe ambele feţe, folosite la pereţi cu grosimea de ½ cărămidă (fig. 7.3. a şi b ).

-

cu şliţ pe o singură faţă, folosite la pereţi cu grosimea de ¼ cărămidă pentru realizarea atât a şliţurilor verticale cât şi a celor orizontale ( fig.7.4. )

Fig. 7.3. Prefabricate cu şliţ pe o singură faţă şi pe ambele feţe pentru zidării cu grosimea de ½ cărămidă; 1 – prefabricat din beton armat cu şliţ pe o faţă; 2- şliţ orizontal; 3- şliţ vertical realizat din zidărie de cărămidă aşezată pe cant; 4- prefabricat din beton armat cu şliţ pe pe ambele feţe; 5- oţel-beton Ø 6 mm.

5

Fig. 7.4. Prefabricate cu şliţ pe o singură faţă pentru zidării cu grosimea de ¼ cărămidă ; 1- prefabricat din beton armat; 2- şliţ orizontal; 3- oţel-beton; 4- şliţ vertical. 7.1.3. Şanţuri Montarea unei singure conducte de diametru redus în elementele de construcţie se face în şanţuri (fig.7.5). În pereţii de cărămidă se recomandă realizarea de şanţuri în lungul rostului orizontal. Adâncimea şanţului trebuie să permită îngroparea conductei în zidărie pe circa 2/3 din diametru, restul de 1/3 urmează să fie acoperită de tencuială. În elementele de rezistenţă din beton armat (pereţi, plăci, grinzi, stâlpi) şanţurile se pot executa numai cu acordul proiectantului. Fig. 7.5. Şanţuri pentru instalaţii

1 – zid; 2 – rost orizontal; 3 – conductă; 4 – tencuială.

6

7.1.4. Străpungerea unor elemente de construcţie În vederea trecerii unor conducte prin elementele de rezistenţă (fundaţii, pereţi, planşee sau elemente de acoperiş) se execută în acestea o dată cu realizarea lor, golurile necesare. 7.1.4.1. Străpungeri în fundaţii Racordarea conductelor de apă, încălzire, gaze se poate face, de regulă, astfel încât să se evite zona fundaţiilor. Străpungerile în fundaţii sunt admise numai pentru instalaţii sanitare şi numai în cazul fundaţiilor continue. În cazul fundaţiilor izolate, racordarea tuturor tipurilor de instalaţii se poate face fără străpungerea fundaţiilor. În cazul fundaţiilor continue, la fixarea poziţiilor zonelor de străpungere se vor evita cuzineţii, grinzile de fundaţie din beton armat şi zonele de intersecţie ale zidurile, în cazul fundaţiilor rigide. În cazul fundaţiilor continue cu grinzi din beton armart, când străpungerea acestora nu poate fi evitată, grinzile pot fi străpunse numai în zona întinsă şi fără întreruperea armăturii din această zonă. Străpungerea fundaţiilor şi a pereţilor subsolurilor necesită, în funcţie de natura terenului de fundare şi de nivelul apelor subterane, măsuri constructive suplimentare pentru asigurarea continuităţii izolaţiei hidrofuge, colectarea şi îndepărtarea din zona fundaţiilor a apelor ce ar putea rezulta din eventualele defecţiuni ale instalaţiilor care străpung fundaţiile sau pereţii subsolurilor. Străpungerile se realizează în principal prin montarea în cofraj a unui manşon de oţel, având diametrul interior mai mare decât diametrul exterior al conductei. Manşonul este fixat în elementul de beton cu flanşe montate la faţa exterioară a peretelui subsolului şi cu praznuri metalice. Conductele se montează ulterior, în interiorul manşonului, iar spaţiul liber dintre conductă şi manşon se umple cu materila elastic şi hidroizolant. 7.1.4.2. Străpungeri în pereţi Elementele de instalaţii cu secţiuni mari traversează (străpung) pereţii prin goluri, realizate o dată cu execuţia zidăriei. La partea superioară a golurilor se prevăd buiandrugi din beton armat monolit sau prefabricate.

7

Străpungerile de dimensiuni mici se pot excuta şi ulterior, prin desfacerea cărămizilor între două rosturi orizontale ale zidăriei. Conductele care suferă contracţii mari se montează în interiorul unor manşoane metalice sau din beton armat, fixate în zidărie şi având între ele şi conducte, materiale elastice. În pereţii din beton armat monolit golurile necesare trecerii conductelor se obţin prin introducerea în cofraje înainte de turnarea betonului a unor elemente de lemn sau metal de forma şi dimensiunle golurilor care se extrag la decofrare sau rămân înglobate în pereţi. Armătura peretelui trebuie să aibă continuitate pe ambele direcţii, În acest sens pentru golurile de dimensiuni reduse armătura se deviază, iar pentru golurile de dimensiuni mari se întrerupe şi se introduc armături de contur care se sudează de capetele barelor secţionate şi care reazemă pe barele rămase continue (fig.7.6). Fig. 7.6. Străpungerea pentru instalaţii a pereţilor a)

b)

a- străpungeri a pereţilor din zidărie; b- străpungeri a pereţilor din beton 1- perete; 2- goluri pentru conducte cu diametre mici; 3- goluri de dimensiuni mari pentru instalaţii; 4- armătură deviată; 5- armătură suplimentară pe contur. 7.1.4.3. Străpungeri în planşee Continuitatea instalaţiilor pe verticală, de la un nivel la altul al construcţiei se asigură prin străpungeri, goluri realizate în planşee, o dată cu executarea acestora.

8

Golurile pot fi de dimensiuni mici (pentru instalaţii de apă, canal, încălzire, electrice) sau de dimensiuni mari (pentru instalaţii de ventilaţie, condiţionarea aerului, instalaţii tehnologice). Golurile se realizează în funcţie de tipul planşeului, respectând următoarele principii: - la planşeele executate din grinzi de rezistenţă şi elemente de umplutură, golurile se prevăd în elementele de umplutură, fără însă a afecta stabilitatea acestora; - la planşeele executate din beton armat monolit, golurile se realizează o dată cu turnarea betonului prin amplasarea în cofraj a unor elemente din lemn, metal, PVC, având dimensiunile golurilor prevăzute în proiect şi care se extrag sau pot să rămână înglobate , în funcţie de materialul utilizat; - la planşeele realizate din făşii prefabriocate din beton armat cu goluri, străpungerile se realizează în zonele din beton armat turnnat monolit, în care se prevăd de la turnare, golurile necesare pentru conducte; - la planşeele realizate din panouri modulate se prevăd, prin proiect golurile necesare pentru instalaţii, goluri care se realizează la turnare, fiind interzisă realizarea străpungerilor pe şantier. Armătura din planşee se deviază sau se completează după aceleaşi principii ca şi în cazul pereţilor din beton armat. În unele cazuri datorită modificărilor intervenite pe parcusul execuţiei instalaţiilor se pot efectua străpungeri ulterioare în planşee, dar se impun măsuri constructive suplimentare precum şi verificarea rezistenţei planşeului în condiţiile existenţei unor goluri de dimensiuni mari. 7.1.5. Închiderea şliţurilor, şanţurilor şi străpungerilor După montarea instalaţiilor şi efectuarea probelor funcţionale aferente, şliţurile, şanţurile şi străpungerile trebuie să se închidă, iar conductele montate aparent trebuie să fie mascate. Şliţurile executate în zudărie se închid cu tencuială executată pe plasă de rabiţ.

9

În cazul şliţurilor verticale a căror lăţime nu depăşeşte 25 cm, plasa de rabiţ (care va depăţii cu 4 cm fiecare muchie a şliţului) se fixeaă pe bare de oţel-beton Ø 6 mm aşezate în poziţie orizontală la distanţa de 20…..25 cm şi ancorate în rosturile zidăriei (fig. 7.7. a). Dacă lăţimea şliţului depăşeşte 25 de cm se introduc şi bare verticale din oţel-beton pe toată înălţimea şliţului (fig. 7.7.b)

Fig. 7.7.Închiderea şliţurilor verticale la pereţi din zidărie a- pentru lăţimi mai mici de 25 cm; b- pentru lăţimi mai mari de 25 cm; 1- bare orizontale Ø 6 mm; 2 – bare verticale Ø 6 mm; 3 – plasă de rabiţ. În cazul şliţurilor orizontale, plasa de rabiţ se fixează direct de zidărie cu ajutorul cuielor pentru rabiţ care se introduc prin batere în rosturile verticale dintre cărămizi (fig.7.8). Plasa rabiţ depăşeşte muchiile şliţului cu 4 cm de fiecare parte.

10

Fig.7.8. Închiderea şliţurilor orizontale la pereţii din zidărie 1- cuie pentru rabiţ; 2- plasă rabiţ. Şanţurile cu lăţime mică, executate pentru una sau două conducte cu diametru mic, se închid prin tencuire (a se vedea fig.7.5). Şanţurile în care s-au montat mai mult de două tuburi electrice sau conducte de diameter mari se acoperă cu plasă rabiţ care se tencuieşte. Şanţurile verticale cu lăţime şi adâncimi mari se închid cu zidărie de cărămidă pe muchie şi legată cu strepi de restul zidăriei. În cazul străpungerile prin ziduri spaţiile rămase libere în jurul elementelor de instalaţii se umplu cu mortar sau cu materiale termoizolante şi mortar. În cazul pereţilor din beton armat, materialul de umplutură este betonul şi mortarul de ciment, cu sau fără material termo sau fonoizolant. La pereţii din lemn şi alte materiale combustibile sunt necesare pentru conductele calde protecţii cu materiale termoizolatoare.