Capitolul 6
UMIDITATEA AERULUI ŞI CONDENSAREA VAPORILOR DE APĂ
6.1. Surse e u!iitate "# $l%iri
Apa, sub diverse forme, este prezentă nu numai în faza de execuţie a lucrărilor de construcţii, ci şi pe întreaga durată de exploatare a clădirilor. În exces, poate avea o influenţă negativă asupra confortului, asupra modului de comportare a elementelor de construcţii şi durabilităţii materialelor. Principalele surse de umiditate în clădiri sunt (fig. .!"#
Fig. 6.1. Principalele surse de umiditate în clădiri
u!iitatea e $o#stru$&ie , introdusă ca urmare a proceselor umede de execuţie a lucrărilor de betoane, tencuieli, pardoseli etc.$ apa în exces se elimină din aceste elemente în primii ani de exploatare, mărind conţinutul în vapori de apă al aerului interior$ u!iitatea i# pre$ipita&ii $
u!iitatea i# tere# $
u!iitatea e e'ploatare , ca rezultat al unor procese cu dega%ări de vapori, inclusiv respiraţia oamenilor şi animalelor$
u!iitatea (i)ros$opi$% prezentă în porii materialelor datorită proprietăţii acestora de a reţine umiditatea din atmosferă$ u!iitate i# $o#e#s ca urmare a atingerii presiunii de saturaţie a vaporilor existenţi în aerul umed. &acă protecţia la acţiunea apei sub formă lic'idă sau solidă este asigurată prin măsuri de 'idroizolaţie adecvate, prevăzute prin proiectare şi urmărite îndeaproape în timpul execuţiei, umiditatea excesivă din aerul interior este mai dificil de controlat şi, asociată cu factori de ordin cons constr truc uctitivv şi de expl exploa oata tare re spec specifific icii clădi clădiri rilor lor mode modern rnee (deg (dega% a%ăr ării de vapo vapori ri,, vent ventililar aree insuficientă, suprafeţe cu capacitate redusă de absorbţie a vaporilor din aer etc", determină fenomene de condens şi apariţia mucegaiului. onsecinţele defavorabile ale acestor fenomene se manifestă prin modificarea caracteristicilor fizico ) mecanice ale materialelor, aspectul dezagreabil şi deteriorarea finisa%elor dar mai ales prin efectele negative asupra sănătăţii ocupanţilor, fiind cunoscut faptul că sporii de mucegai provoacă alergii şi afecţiuni severe ale căilor respiratorii, în special la copii şi persoane în v*rstă.
6.*. Cara$teristi$ile aerului u!e Aerul atmosferic conţine întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă, dar această cantitate depinde de temperatură. u c*t temperatura este mai ridicată, cu at*t aerul este capabil să absoarbă o cantitate mai mare de apă în stare gazoasă (fig. .+".
Fig.6.2 Relaţia între temperatură şi capacitatea aerului de absorbţie a vaporilor
Astfel, la ++, !m - de aer absoarbe o cantitate de !,!+ g vapori, la !/ saturarea se produce cu ,0 g, iar la )!/ cu + grame. 1tarea aerului atmosferic la un moment dat poate fi caracterizată prin# conţinutul de vapori
(6g vapori 46g aer umed"
2 3 m v 4 (m a 5m v" concentraţia de vapori
(6g vapori 47g aer uscat"
cv 3 m v 4 m a umiditatea absolută
(.!"
(6g vapori 4m- aer"
a 3 m v 4 8a
unde# mv reprezintă masa vaporilor din aer$ ma, masa de aer uscat$ 8a, volumul de aer. &eoarece m v, este mult mai mic dec*t m a, se poate considera c v 3 2. Prezenţa vaporilor de apă în aer mai poate fi caracterizată şi prin# 9 presiu#ea par&ial%+ p ,, care depinde de concentraţia vaporilor, c v, şi reprezintă presiunea care ar fi exercitată de vaporii de apă dacă ar ocupa întregul volum, exprimată în Pa$ 9 u!iitatea relati,%+ - , ca raportul exprimat în procente între valorile efective şi cele de saturaţie ale concentraţiei, respectiv ale presiunii vaporilor de apă din aer. ϕ =
2 ⋅ !// 2s
=
cv c vs
⋅ !// =
pv pvs
⋅ !//
(.+" în care cu 2s respectiv cu c vs s9a notat notat conţin conţinutu utull 4 concen concentra traţia ţia de saturaţ saturaţie ie iar cu p vs , presiunea de saturaţie. Co#$e#tra&ia e satura&ie reprezintă cantitatea maximă de vapori de apă care poate fi absorbită de o unitate de volum (de masă" de aer la o anumită temperatură (tabelul .!". Presiu Presiu#ea #ea e satura satura&ie &ie este presiunea presiunea corespunz corespunzătoare ătoare concentr concentraţiei aţiei de saturaţie. saturaţie. Această valoare marc'ează trecerea vaporilor vaporilor în faza lic'idă. :olosi :olosind nd relaţi relaţiaa (.+" (.+" se poate poate stabil stabilii valoar valoarea ea presiu presiunii nii parţia parţiale le a aerulu aeruluii interi interior or,, respectiv exterior cunosc*nd valorile temperaturii şi ale umidităţii relative# pve
=
ϕ e ⋅ p v se !//
pvi
=
ϕ i ⋅ p v si !//
$ (.-" în care pvse şi pvsi reprezintă reprezintă presiunea presiunea de saturaţie saturaţie a aerului aerului exterio exterior, r, respectiv respectiv interior, interior, corespunzătoare temperaturilor ;e şi ;i. Aceste valori sunt utile pentru trasarea diagramei presiunilor parţiale în structura unui element de înc'idere, în vederea verificării riscului de condens şi a acumulării progresive de apă de la un an la altul.
c
a
b
d
Tabelul Tabelul 6.1 Conţinutul de umiditate a aerului saturat uncţie de temperatură
;emperatura (° " 9+/ 9 ! 9!> 9!< 9! 9!= 9!0 9!9!+ 9!! 9!/ 9 9> 9< 9 9= 90 99+ 9! / ! +
oncentraţia de saturaţie (g 47g" /,/,= /,!,/! !,!! !,++ !,-0 !,0 !,/ !, +,+< +,0< +, +,0 -,! -,0< -,<> 0,/< 0,-<
;emperatura (° "
oncentraţia de saturaţie (g 47g"
0 = < > !/ !! !+ !!0 != ! !< !> ! +/ +! ++ ++0 +=
0,,!= >,<= ,-= ,< !/,/ !!,0/ !+,!/ !+,/ !-,>/ !0,,>/ +/,//
6.. Co#e#sarea ,aporilor e ap% "# $l%iri :enomenul :enomenul de condens în clădiri clădiri se manifestă manifestă sub două forme care apar independent independent sau simultan, prin# depuneri de rouă pe zone din ce în ce mai întinse din suprafeţele interioare ale elementelor elementelor de înc'idere înc'idere cu punţi termice şi la colţurile colţurile încăperilor, încăperilor, unde temperaturi temperaturile le sunt cele mai scăzute (fig. .-"$ acumulări de apă în masa elementelor stratificate ale anvelopei, pe suprafaţa rece a termoizolaţiei (fig. . 0".
perete
Fig. 6.! "epuneri de rouă pe supraeţe reci #punţi termice$% e&emple la clădiri din panouri mari a. ramiicaţie% b. conturul erestrei% c. nervură% d. colţ
Fig. 6.'. Condensarea vaporilor în masa elementelor de construcţie
ondensarea vaporilor se produce atunci c*nd aerul saturat nu mai poate absorbi cantităţi suplimentare la temperatura respectivă. Acest lucru este ec'ivalent cu# concentraţia vaporilor de apă din aerul interior devine egală cu valoarea de saturaţie corespunzătoare temperaturii$
cvi 3 cvsi presiunea parţială a vaporilor din aerul interior devine egală cu presiunea de saturaţie corespunzătoare temperaturii$
pvi 3 pvsi temperatura suprafeţei devine egală cu temperatura punctului de rouă$
;s6 3 ;r ;emperatura punctului de rouă, ; r , reprezintă reprezintă temperatura temperatura pentru care umiditatea umiditatea relativă devine maximă (!//?", respectiv pentru care presiunea parţială (efectivă" a vaporilor, pv, atinge valoarea de saturaţie, p vs, sau concentraţia vaporilor, c v, atinge valoarea de saturaţie, cvs.
Altfel spus, temperatura punctului de rouă reprezintă temperatura p*nă la care trebuie răcit un volum de aer cu o anumită anumită umiditate umiditate pentru a atinge atinge nivelul de saturaţie. saturaţie. @elaţia între umiditate şi temperatură apare în diagrama lui arrier 4>>4, (fig. .=". C o n ţ k i n g u v t a u p l / ! n u g a m i e d r i t a t e
Ti = 20C i = 60% PCvi = 0,009 kg/kg Tr Tr = 12 C
Temperatura, Temperatura, C
Fig. 6.( "iagrama lui Carrier. Relaţia între temperatură) concentraţie şi umiditate relativă
1e observă că pentru o încăpere cu temperatura ; i 3 +/, şi concentraţia de vapori cv3!/ g46g, umiditatea relativă este =?, iar temperatura punctului de rouă ; r 3 !+,=. Prin urmare, pe suprafeţele cu temperaturi egale sau mai mici de !+,= vor apărea picături de rouă. 1căderea concentraţiei de vapori de la !/g46g la la
6..1. Co#e#sul super/i$ial 0i e,oltarea !u$e)aiului :enome :enomenul nul de conden condenss superf superfici icial al apare apare instan instantan taneu eu pe orice orice supraf suprafaţă aţă a cărei cărei temperatură scade sub valoarea punctului de rouă. Pe de altă parte, mucegaiul se poate dezvolta pe orice suprafaţă a cărei umiditate relativă depăşeşte >/? un interval mai mare de timp (c*teva săptăm*ni" . Cn esenţă, cele două fenomene sunt determinate de # cantitatea de vapori de apă din aer (concentraţia c vi"$
temperatura suprafeţelor, ; si. oncentraţia vaporilor de apă din aer poate fi stabilită cu relaţia# c vi
= c ve +
/,>+= ⋅ & s n⋅8
(.0"
în care# cvi, c ve reprezintă concentraţiile medii de vapori din aerul interior şi exterior (7g vap47g aer"$ &s, debitul mediu al surselor interioare de vapori (6g vap4oră"$ 8, volumul spaţiului ventilat (m-"$ n, rata ventilării (volume pe oră, ' 9!". oncentraţia de vapori la un anumit interval de timp, t, de la declanşarea unei surse, poate fi determinată cu relaţia#
cv (t" 3 cve 5 (!9e9n t "
/.>+= ⋅ & s 8
(.="
în care DeE reprezintă baza logaritmilor naturali. naturali. ;emperat mperatura ura supraf suprafeţe eţelor lor depind depindee de valoar valoarea ea temper temperatu aturii rii interi interioar oare, e, respec respectiv tiv exterioare şi de rezistenţa la transfer termic a elementelor de înc'idere. Cnterdependenţa între factorii de condens superficial este prezentată în fig. ..
Climat "ur#e de vapori
Izolaţie termică
'entilare
Umiditate interioară
( )0%
&ucegai
Temperatura Temperatura #upra$aţei
miditatea #upra$eţei
= 100%
Conden#
Fig. 6.6 Principalii actori care determină apariţia condensului condensului supericial şi a mucegaiului mucegaiului *+,*
&ega%ările de vapori care conduc la creşterea umidităţii aerului interior apar în orice spaţiu în care sunt prezenţi oameni sau animale, fiind mai mari sau mai mici funcţie de numărul
de ocupanţi şi de natura activităţii. :uncţiunea de locuire implică dega%area unor importante cantităţi de vapori din respiraţie, prepararea 'ranei şi activităţi mena%ere. Producţia de vapori în interiorul unei locuinţe ocupate de - persoane poate fi caracterizată prin următoarele valori # - producţia maximă seara ) !>// g4' - producţia minimă în orele de somn ) !-/ g4' - producţia zilnică medie -0/ g4' antitatea de vapori produsă de un individ prin expiraţia aerului umed şi prin transpiraţie depinde de efortul fizic şi de temperatura ambianţei# în repaos dega%area de vapori este de ordinul a =/ g4' şi poate să a%ungă la !///g4' în cazul unui efort fizic intens. Fn fenomen neplăcut, cu efecte dăunătoare asupra sănătăţii oamenilor, este apariţia mucegaiului. Gucegaiul este o ciupercă microscopică, care spre deosebire de plante nu9şi procură procură 'rana din aer şi soare ci din materia materia organică pe care se dezvoltă. dezvoltă. 1e înmulţeşte înmulţeşte prin spori care se răsp*ndesc răsp*ndesc prin aer şi pot fi identificaţi identificaţi în cele mai diverse diverse locuri. locuri. Gucegaiul Gucegaiul domestic apare peste tot unde umiditatea este ridicată. ontrar credinţei încetăţenite, nu este necesar să apară condensul pe o suprafaţă pentru a se dezvolta mucegaiul. Hste suficient ca umiditatea relativă locală, corespunzătoare acelei suprafeţe să se menţină un timp relativ îndelungat, c*teva săptăm*ni, la valori mai mari de >/ ?. Fmiditatea relativă locală depinde de umiditatea absolută din aer şi temperatura superficială locală. Hvident că punctele cele mai expuse mucegaiului sunt tot suprafeţele reci, respectiv punţile termice. Găsurile de evitare şi limitare a fenomenelor de condens şi apariţie a mucegaiului rezultă din analiza factorilor determinanţi şi au în vedere înlăturarea sau diminuarea cauzelor. Acestea se rezumă la $o#/or!are $ore$t% i# pu#$t e ,eere (i)roter!i$ şi la e'ploatare legate de conformarea conformarea 'igrotermi 'igrotermică că se referă la o bună protecţie protecţie termică, termică, ra&io#al%. Găsurile legate cu atenţie deosebită asupra modului de tratare a punţilor termice şi asigurarea unui sistem de ventilare continuă şi moderată care să nu depindă de intervenţia utilizatorului (sisteme de ventilare 'igroreglabile, autoreglabile etc.". I exploatare corectă sub aspectul evitării riscului de condens presupune# reducerea pe c*t posibil a dega%ărilor de vapori$
ventilare prin desc'iderea ferestrelor sau punerea în funcţiune a ventilatoarelor după
sau în timpul derulării unor activităţi cu dega%ări importante de vapori$ regim de încălzire continuu, sau cu întreruperi a căror durată, corelată cu valoarea temperaturi temperaturiii exterioare exterioare să nu determine determine o scădere scădere a temperaturi temperaturiii aerului aerului interior sub valoarea de !>.
Prevenirea dezvoltării mucegaiului implică unele măsuri suplimentare legate de exploatare, cum ar fi # uscarea şi curăţarea în maximum +0 de ore a tuturor defecţiunilor care produc umezirea
suprafeţelor şi înlocuirea dacă este necesar a tapetelor, moc'etelor sau altor materiale afectate de umezeală$ uscarea suprafeţelor umede după folosirea duşului, golirea şi curăţirea cu regularitate a
bazine bazinelor lor de colect colectare are a apei apei de la dezumi dezumidif difica icatoa toare, re, refrig refrigera eratoa toare, re, sistem sistemee de ventilare şi evitarea oricăror situaţii care favorizează stagnarea apei$ ape i$ curăţirea mucegaiului pe măsură ce apare cu soluţii antimucegai.
În cazul persistenţei fenomenului sunt necesare analize pentru a determina specia de mucegai şi gradul de periculozitate. Hvitarea condensului superficial este luată în considerare în faza de proiectare prin respectarea condiţiei# ;si min J ;r
(.."
în zonele cele mai dezavanta%oase din punct de vedere al rezistenţei la dreptul punţilor termice, la colţuri etc".
transfer termic (în
6..*. Co#e#sarea ,aporilor e ap% "# i#teriorul ele!e#telor e $o#stru$&ii Atunci c*nd elementele de construcţie separă două medii cu temperaturi şi concentraţii (presiuni parţiale" ale vaporilor diferite, vaporii de apă migrează prin elementul de construcţie spre mediul de concentraţie mai scăzută. Gigraţia Gigraţia vaporilor vaporilor de apă între medii medii cu parametri de umiditate umiditate diferiţi, diferiţi, prin materiale materiale capilaro9poroase, se produce prin i/uie. &ifuzia vaporilor nu are loc numai prin materiale ci şi în aer, între zone sau puncte cu concentraţii concentraţii diferite. :enomenului de difuzie prin elementele de construcţii i se opune elementul respectiv prin rezistenţa sa la difuzie sau la permeabilitate la vapori. a. Reiste#&a la per!ea2ilitate la ,apori a elementelor omogene se determină cu relaţia# @v 3d .K& G în care# d reprezintă grosimea elementului, în m$
(m4s"
(.<"
K&, factorul rezistenţei la permeabilitate la vapori, caracteristic fiecărui material (ca şi coeficientul de conductivitate termică, coeficientul de asimilare termică etc."$ este o mărime adimensională$ G, coeficient de difuzie a vaporilor de apă în aer exprimat în s 9!. @ezistenţa @ezistenţa la permeabilit permeabilitate ate la vapori a elementelor elementelor compuse compuse din mai multe straturi straturi se determină cu relaţia# @v 3 @v! 5 @v+ 5LL.@vn 3 Md6.K&6 G
(.>"
@v!Ln, rezistenţa la permeabilitate la vapori a straturilor componente. grosim imea ea unui unui elem elemen entt depi depind ndee de vari variaţ aţia ia 2. Pres Presiu iu#e #eaa e satu satura ra&i &iee , ps, în gros temperaturii, această dependenţă exprim*ndu9se printr9o funcţie exponenţială$ ca urmare, alura diagramei presiunii de saturaţie pe grosimea unui strat de material, nu va fi lineară ca în cazul temperaturii, ci curbilinie. $. Presiu#ea par&ial% a ,aporilor în interiorul elementului variază linear în cadrul fiecărui strat, în regim termic şi de umiditate staţionar. @eprezentarea grafică a diagramei presiunilor parţiale poate fi realizată în două moduri (fig. . >" # prin reprezentarea elementului la scara grosimilor, diagrama presiunilor parţiale fiind o
linie fr*ntă, cu pante diferite în limitele fiecărui strat$ prin reprezentarea elementului la scara rezistenţelor la permeabilitate la vapori (a grosimilor ec'ivalente", diagrama presiunilor parţiale fiind o dreaptă.
pvi
pvi pv1 pv2
- ,Ti
pve
pv1
- ,Ti
v
pv2
pve
v $e, Te d1
d2
d*
$e , Te Te +v1
+v2
+v*
Fig. 6.+ Trasarea diagramei presiunilor parţiale în structura unui element stratiicat a. element repre-entat la scara grosimilor% b. element repre-entat la scara re-istenţelor la permeabilitate la vapori #a grosimilor ecivalente$
Presiu Presiunea nea parţia parţială lă pv, la supraf suprafaţa aţa elemen elementul tului ui nu prezin prezintă tă racord racordare areaa înt*ln înt*lnită ită la diagra diagrama ma presiu presiunil nilor or de satura saturaţie ţie şi a temper temperatu aturil rilor or,, presiu presiunea nea din aer egal*n egal*ndu9 du9se se cu presiunea de pe suprafaţa elementului.
iagrama
. o n a d e c o n corectat d a e n #
pre#iunilor parţiale
Într9o interpretare grafică a fenomenului de difuzie a vaporilor, condiţia ca să nu apară condens este ca diagrama presiunilor parţiale să nu aibă nici un punct comun cu diagrama presiunilor de saturaţie. 1unt posibile trei situaţii distincte# în orice secţiune a elementului este îndeplinită condiţia# p v N pvs, #u apare $o#e#s
(fig...a"$ diagrama presiunilor parţiale este tangentă la diagrama presiunilor de saturaţie ) apare
o supra/a&% e $o#e#s (fig...b"$ diagrama diagrama presiunilor presiunilor parţiale intersectează intersectează diagrama presiunilor presiunilor de saturaţie saturaţie 9 apare o
o#% e $o#e#s (fig...c". a
2
$
Fig. 6., /eriicarea riscului de condens în masa elementelor de încidere
1e observă că în cazul apariţiei unei zone de condens valorile presiunilor parţiale depăşesc pe cele de saturaţie, ceea ce nu este posibil din punct de vedere fizic. &iagrama reală a presiunilor parţiale este reprezentată de tangentele la diagrama presiunilor parţiale duse din pvi şi pve, p*nă la punctele de tangenţă şi de diagrama presiunilor parţiale, între acestea. Punctele de tangenţă delimitează de altfel şi zona de condens. Pentru anotimpul anotimpul cald, fig..!/, fig..!/, diagrama diagrama presiunilor presiunilor parţiale parţiale este dată de cele două drepte care unesc punctele de pe suprafeţele interioară4exterioară, p vi4pve, cu punctele de la intersecţia diagramei ps cu dreptele ce delimitează zona de condens4suprafaţa de condens, stabilite pentru condiţii de iarnă. Cn cazul zonei de condens, intre aceste puncte, diagrama presiunilor de saturaţie, ps, coincide cu cea a presiunilor parţiale.
p v#
a
pv p #c1
2 p #c2
pvi
@vS
+v
@vSS
Fig. 6.10 liminarea prin uscare a apei acumulate iarna) în perioada caldă a anului pve a supraaţă de condens% b -onă de condens. +v
. Ca#titatea e ap% $are tre$e su2 /or!% e ,apori printr9un element de construcţie în unitatea de timp pentru o diferenţă de presiune unitară ( ∆pv 3 ! Pa" este εv 3 !4@ v. Pentru o diferenţă de presiune diferită de unitate# gv
= ε v (p v! − p v + " =
p v! − p v + @v
O6g4m+s (." e. Ca#titatea e ,apori $o#e#sa&i în elementul de construcţie este dată de diferenţa între cantitatea de vapori care care intră şi cea care iese din zona de condens. condens. /. Ca#titatea total% e ,apori e ap% mQ (în 7g4m+" care se poate acumula în elementul de construcţie se determină cu relaţia# mQ
p − p p − p = -// v i sc − sc v e ⋅ RQ ′ ′ ′ @ @ v v
O6g4m+
(.!/"
O6g4m+
(.!!"
pentru elemente în care apare suprafaţa de condens, şi cu relaţia# mQ
p − p p − p = -// v i sc! − sc + v e ⋅ R Q ′ ′ ′ @ @ v v
pentru elemente la care apare zonă de condens, unde# pvi, pve reprezintă presiunea efectivă a vaporilor din aerul interior, respectiv exterior$ psc, presiunea de saturaţie pe suprafaţa de condens$ psc!, psc+, presiunea de saturaţie pe cele două suprafeţe ce delimitează zona de condens$ @Sv, @Tv, rezistenţa la difuzia vaporilor de apă a porţiunilor de element p*nă la suprafaţa de condens (sau zona de condens" şi de la suprafaţa sau zona de condens$ RQ, durata în ore, în care se înregistrează temperaturi egale sau inferioare temperaturii de condensare.
pv p v# +v +v +v pvi
). Ca#titatea e ap% $are se e,apor% într9o anumită perioadă a anului se determină cu relaţia# mv
p − p p − p = -// sc v i + sc v e ⋅ R v @ ′v′ @′v " u p r a $ a p sc at ! d e @v c o n d e n #
O6g4m+
(.!+"
O6g4m+
(.!-"
pentru elemente în care apare suprafaţa de condens şi cu relaţia# mv
= -//
− p v i p sc + − p v e + ⋅ R v ′ @ ′v′
pentru elemente la care apare zonă de condens, unde# pvi, pve reprezintă presiunea efectivă a vaporilor de apă din aerul interior, respectiv exterior în perioada caldă a anului$ p v# psc, presiunea de saturaţie pe suprafaţa de condens$ pvi psc!, psc+, presiunile de saturaţie pe cele două suprafeţe ce delimitează zona de condens$ Rv, perioada de evaporare în ore, funcţie de temperatura la care începe fenomenul de pv pve condens şi de zona climatică. +vstructura elementelor de construcţie, se face 8erificarea acumulării progresive de apă în prin metoda grafo9analitică stabilită de Ulasser şi implică următoarele etape# a. 1tabilirea variaţiei temperaturii în structura elementului de construcţie. 2. 1tabilirea rezistenţei la permeabilitate la vapori a straturilor, @ v7, şi a întregului element, @v, cu relaţiile (.<", (.>". (.>". @eprez ezen enta tare reaa graf grafic icăă a elem elemen entu tulu luii de cons constr truc ucţiţiee la scar scaraa rezi rezist sten enţe ţelo lorr la $. @epr permeabilitate la vapori sau a grosimilor ec'ivalente. . ;rasarea ;rasarea diagramei de variaţie variaţie a presiunilor de saturaţie, saturaţie, folosind valorile din anexa <, corespunzătoare temperaturilor ; %. ;rasarea diagramei diagramei presiunilor presiunilor parţiale ale vaporilor vaporilor de apă prin unirea punctelor punctelor pvi, e. ;rasarea de pe suprafaţa interioară a elementului de construcţie, egală cu cea a aerului interior, şi pve, de pe suprafaţa exterioară egală cu cea a aerului exterior. Aceste valori se determină cu relaţiile .Fmiditatea aerului interior poate fi stabilită pe baza concentraţiei reale de vapori sau funcţie de destinaţia încăperii conform tabelului <, 1;A1 1;A1 0<+4-9>. Fmiditatea relativă a aerului aerului exterior, exterior, pentru condiţii de iarnă, se consideră ϕe 3 >/?. c*nd cele două diagrame se /. orectarea diagramei presiunilor de saturaţie, în cazul c*nd intersectează (zonă de condens".
). &eterminarea cantităţii de vapori care se acumulează în structura elementului de construcţie cu relaţiile (.!/" sau (.!!". (. 1tabilirea cantităţii de apă care se elimină în perioada caldă a anului, pe baza unui calcul similar efectuat pentru condiţii de vară, cu relaţiile (.!+", (.!-".
Capitolul 3 CON4ORTUL TERMIC 1ensul general al noţiunii de confort este acela al unei stări de satisfacţie în raport cu mediul, caracterizată printr9un volum minim de informaţii prelucrate de utilizator. Hste o noţiune subiectivă, care integrează un ansamblu de senzaţii 4>>4# - confortul termic care constă în absenţa senzaţiei de prea cald sau prea frig$ - confortul aeraulic asigurat de o calitate a aerului cel puţin acceptabilă dacă nu agreabilă$ - conf confort ortul ul acus acustiticc dete determ rmina inatt de un medi mediuu cu un nive nivell de zgom zgomot ot scăz scăzut ut în care care zgomotele utile sunt clar audibile$ - confort vizual care garantează vizibilitatea şi condiţii de desfăşurare a anumitor activităţi fără efort de adaptare. Atenţia Atenţia deosebită acordată acordată confortului confortului termic termic se datoreşte datoreşte nu numai implicaţiilor implicaţiilor de ordin fizio ) psi'o 9 sociologic c*t şi faptului că realizarea acestuia este legată de fenomenele 'igrotermice şi de consumul de energie. Percepţia nivelului de confort confort termic implică un pronunţat pronunţat grad de subiectivism, subiectivism, dar în acelaşi acelaşi timp este rezultatul acţiunii simultane a unor factori obiectivi, cuantificabili, de ordin arhitectural, arhitectural, constructiv sau de exploatare. exploatare.
3.1. No&iu#i e ter!o/iiolo)ie 3.1.1. Se#a&ia $al5/ri) Imul percepe fenomenele termice prin piele cu a%utorul terminaţiilor nervoase specializate. Acestea pot fi sensibile la frig 9 puncte reci 9 sau sensibile la cald 9 puncte calde. 1ensibilitatea organismului uman este mai accentuată la frig, numărul punctelor reci fiind de +=/./// faţă de -/./// puncte calde. @epartiţia acestor puncte pe suprafaţa corpului nu este uniformă$ de exemplu, zona cea mai sensibilă la cald este m*na st*ngă.
Cntensitatea senzaţiei cald9frig este determinată de diferenţa de temperatură între piele şi excitantul termic, viteza de variaţie a temperaturii, durata excitaţiei, suprafaţa de piele expusă etc. dar şi de sensibilitatea individului la diferenţe de temperatură, sc'imbări ale metabolismului în limite normale, stare de repaos sau activitate, stări anormale, patologice, sau cauzate de stimulente artificiale cum sunt anumite medicamente, alcool etc.
3.1.*. ila#&ul e#er)eti$ al or)a#is!ului u!a#. Siste!ul ter!ore)ulator Imul ca fiinţă 'omeotermă îşi păstrează temperatura internă constantă de -< V /,= , deşi se găseşte într9un permanent sc'imb de căldură cu mediul încon%urător. Genţinerea constantă a temperaturii se obţine printr9un sistem de reacţii reflexe care asigură un ec'ilibru perfect între cantitatea de căldură produsă prin metabolism şi cantitatea de căldură cedată în timpul unei activităţi fizice sau intelectuale, prin mecanismele fizice cunoscute (conducţie, convecţie, radiaţie", sau prin evaporarea transpiraţiei. Acest ec'ilibru este exprimat prin ecuaţia bilanţului termic al organismului uman. 13GV W V @V V 7 9 H 9 @
(<.!"
în care# 1 reprezintă căldura acumulată$ G, energia produsă în interiorul corpului prin oxidare cu valori de 0= W * m+... =// W * m+$ W, energia consumată pentru efectuarea unui lucru mecanic, @, , 7, căldura transmisă prin radiaţie, conducţie, convecţie$ H, energia cedată prin evaporarea transpiraţiei$ @, energia cedată prin respiraţie. Cn stare de confort, metabolismul ec'ilibrează pierderile termice, căldura acumulată, 1, tinz*nd spre zero. În cazul în care valorile parametrilor microclimatici conduc la o intensificare a sc'imbului de căldură între organism şi mediu, pentru menţinerea ec'ilibrului termic intervine sistemul termoregulator, declanşat de senzaţia cald9frig. Astfel, dacă temperatura mediului coboară, pierderile de căldură cresc, apare senzaţia de frig care declanşează în sistemul termoregulator reacţii de reec'ilibrare cum sunt vasoconstricţia, micşorarea sudaţiei, accelerarea respiraţiei, activa activarea rea arderi arderilor lor intern interne, e, mişcăr mişcării reflex reflexee la nivelul nivelul muşc'i muşc'ilor lor (tremu (tremurat rat". ". Xa creşte creşterea rea temperaturii apare senzaţia de cald, reacţiile de reec'ilibrare fiind vasodilatarea, creşterea sudaţiei, in'ibarea arderilor interne.
1tarea de confort termic se caracterizează prin realizarea inconştientă a termoreglării, fără suprasolicitări fiziologice.
3.1.. S$(i!2ul e $%lura o!5!eiu 1c'imburile de căldură om9mediu se realizează pe toate căile menţionate anterior dar cu pondere diferită, în condiţii diferite. Astfel# pri# $o#u$&ie , organismul uman cedează o cantitate de căldura relativ redusă, suprafaţa pieii care participă la acest fenomen fiind mică, iar contactul cu suprafaţa elementelor de construcţie şi de mobilier, făc*ndu9se prin intermediul unor materiale izolatoare termic (încălţăminte, 'aine, tapiţerii, covoare etc.". În calculele specialiştilor pentru evaluarea stării de confort termic, cantitatea de căldură cedată prin conducţie nu se ia în considerare independent ci cumulată cu cea cedată prin convecţie$ pri# $o#,e$&ie omul cedează căldura mediului ambiant nu numai prin suprafaţa exterioară ci şi pe suprafaţa mucoaselor căilor respiratorii$ pri# raia&ie sc'imbul de căldura se produce în dublu sens, de la om spre suprafeţele mai reci (ferestre, pereţi exteriori etc." sau de la obiecte mai calde (sobe, radiatoare" spre om. Hxistă situaţii în care omul este supus sc'imbului de căldură prin radiaţie în ambele sensuri (un individ plasat între fereastră şi sobă". În aceste cazuri sistemul termoregulator poate fi derutat derutat şi apare senzaţia senzaţia de inconfort inconfort termic deşi valorile valorile debitelor de căldură căldură ec'ilibreaz ec'ilibreazăă bilanţul termic. ăldura sc'imbată între corp şi mediul încon%urător prin convecţie, conducţie şi radiaţie poartă numele de căldură uscată. omul cedeaz cedeazăă căldur căldurăă la# evapor evaporare areaa transp transpira iraţiei ţiei la nivelu nivelull pieii pieii şi e,aporare rare, omul pri# e,apo eliminarea de vapori în procesul de respiraţie. Hvaporarea se realizează în general cu preluare de căldură de pe suprafaţa pieii sau mucoaselor, aerul fiind în ma%oritatea cazurilor mai rece dec*t acestea. În cazul c*nd totuşi temperatura aerului este mai mare dec*t a pieii, în zilele călduroase de vară sau în industrii în apropierea cuptoarelor, la evaporare se consumă căldura din aer, micşor*ndu9se astfel cantitatea de căldură pe care ar primi9o corpul din mediul exterior, ceea ce contribuie la menţinerea ec'ilibrului termic. În sc'imb, evaporarea este împiedicată într9o atmosferă saturată cu vapori, procesul desfăşur*ndu9se normal la o umiditate relativă cuprinsă între -/ şi
Pentru un om normal, în stare de repaos sau efectu*nd o activitate uşoară, în condiţii de confort termic, proporţia între cantităţile de căldură evacuate pe diverse căi se situează în %urul valorilor prezentate în figura <.!. +e#piraţie 11 3 12% vaporarea tran#piraţiei
+adiaţie ** 3 *4 % Convecţie 5 conducţie *4 6 %
Fig.7.1 Schimbul de căldură om mediu
Idată Idată cu creşte creşterea rea temper temperatu aturii rii creşt creştee pondere pondereaa cantit cantităţi ăţiii de căldur căldurăă cedată cedată prin prin evaporare, în defavoarea celei cedate prin pr in convecţie şi radiaţie. În condiţii de temperatură egală cu +< şi umiditate relativă =/?, cantitatea de căldură uscată devine egală cu cantitatea de căldura umedă.
3.*. Co#/ortul ter!i$ 0i /a$torii e $o#/ort Hxigenţele de confort termic în clădiri se consideră satisfăcute în condiţiile în care randam randament entul ul activi activităţ tăţilo ilorr devine devine maxim maxim iar odi'na odi'na plăcut plăcutăă fără fără a fi necesa necesare re consum consumuri uri ne%ustificate de energie pentru funcţionarea instalaţiei de încălzire sau răcire. P*nă relativ recent se considera că senzaţia de confort termic este determinată exclusiv de temperatura aerului, ceea ce este în total dezacord cu abordările ştiinţifice moderne, susţinute de rezultatele unor cercetări sistematice, pe un număr important de subiecţi. Potrivit acestora, confortul termic este determinat de două categorii de factori# factori subiectivi care includ intensitatea metabolismului determinată de natura activităţii, îmbrăcăminte, particularităţi fiziologice fiziologice ca v*rstă, sex, stare de sănătate etc. $ factori obiectivi + respectiv caracteristicile microclimatului interior# temperatura, umiditatea şi viteza viteza aerului aerului şi temper temperatu atura ra supraf suprafeţe eţelor lor delimi delimitat tatoar oaree determ determina inate te de caract caracteri eristi sticil cilee constructive ale elementelor de construcţie şi modul de funcţionare al instalaţiilor.
3.*.1. Meta2olis!ul În organismul uman, ca urmare a reacţiilor de oxidare, are loc un proces permanent de eliberare de energie într9o cantitate ec'ivalentă cu cea necesară corpului ca să funcţioneze. antitatea de energie eliberată este parţial convertită în lucru mecanic exterior şi parţial în căldură internă. :uncţie de natura activităţii producţia de energie internă respectiv intensitatea sau rata metabolismului poate varia de la aproximativ 0= W4m + de suprafaţă a pieii, pentru situaţia de inactivitate, la =// W4m +, valoare corespunzătoare unui efort fizic continuu şi intens. a unitate de măsură pentru metabolism, în paralel cu W4m +, se foloseşte şi unitatea DmetE care reprezintă cantitatea de energie eliberată de o persoană în stare de repaus, şez*nd, ! met reprezent*nd =>,!= W4m+. Cntensitatea Cntensitatea metabolismu metabolismului lui corespunzăt corespunzătoare oare diferitelor diferitelor activităţi activităţi este prezentată prezentată în tabelul <.!. Tabelul 3.1 Rata metabolică 4 uncţie de natura activităţii #după /. 5lsen$
Activitatea Idi'nă, orizontal Idi'nă, şez*nd Activitate sedentară (birou, laborator, şcoală" @epaus în picioare Activitate uşoară, în picioare (v*nzător, muncă la maşină" Gerg*nd pe teren orizontal Guncă grea ;enis
met /, > ! !,+ !, + +, /
G
W4m+ 0< =>
3.*.*. C%lura tra#s!is% pri# "!2r%$%!i#te
ăldura transmisă prin îmbrăcăminte, i, poate fi evaluată cu relaţia# i 3 /,!== (; p ) ; im "4r "4 r i
(W4m + "
( < .+ "
în care #
;p, reprezintă temperatura medie a pieii$ ;im, temperatura îmbrăcăminţii la suprafaţa de contact cu aerul$ r i, rezistenţa termică a îmbrăcăminţii exprimată în DcloE. @eferitor la acest parametru de confort se definesc următoarele mărimi# 9 o unitate de exprimare a capacităţii de izolare termică, numită DcloE, care reprezintă rezistenţa termică a unei vestimentaţii care asigură o temperatură cutanată de -- ° într9o ambianţă cu temperatura rezultantă de +!o$
! clo 3 /,!== m +74W. 9 o perm permea eabi bililita tate te la vapo vapori ri func funcţiţiee de text textur uraa vest vestim imen enta taţiţiei ei cu valo valoar area ea /,< /,< pent pentru ru îmbrăcăminte de vară şi /,0 pentru ec'ipament de muncă. &upă G. CntYre, protecţia termică realizată cu îmbrăcăminte obişnuită prezintă valorile din tabelul <.+. Ta2elul 3.* ;ip de îmbrăcăminte ! + 0 =
Protecţia termică a îmbrăcăminţii Protecţie termică
:ără
(clo" /
Zluz Zluzăă uşo uşoar ară, ă, fără fără m*ne m*neci ci pe maie maieuu de de bumbac
/,+
Pantaloni uşori, bluză cu m*neci scurte
/, =
ostum complet
/,<
ostum cu vestă
/,
ostum şi pardesiu
!, =
&eşi rezistenţa termică a vestimentaţiei este redusă şi, ca urmare cantitatea de căldură transmisă transmisă este mare, rolul acesteia acesteia în instalarea stării de confort confort termic este foarte important, important, influenţ*nd 'otăr*tor sc'imbul de căldură prin convecţie şi evaporarea transpiraţiei.
3.*.. Para!etrii !i$ro$li!atului i#terior I ambianţă poate fi caracterizată din punct de vedere termic prin temperatura, umiditatea şi viteza de mişcare a aerului şi prin temperatura suprafeţelor delimitatoare. ercetări bazate pe experimentări pe grupuri mari de persoane, menţinute în medii cu caracteristici diferite, au condus la concluzia că starea de confort termic poate fi realizată pentru diferite combinaţii de valori ale parametrilor microclimatici, în corelaţie cu natura activităţii şi îmbrăcăminte. Astfel, o persoană trecută succesiv prin încăperi cu aceeaşi temperatură, dar cu umidităţi diferite, are senzaţia de mai cald acolo unde umiditatea este mai mare. Hfectul este minor sau de scurtă durată în cazul temperaturilor apropiate de +/, dar devine mai important la temperaturi mai ridicate contribuind la accentuarea stării de cald înăbuşitor sau Dzăpuşeală E.
&impotrivă, o umiditate scăzută a aerului determină uscarea mucoaselor, cuplurile de valori temperatură ) umiditate determin*nd zone de confort. I influenţă accentuată asupra confortului termic o exercită temperatura suprafeţelor delimitatoare, explicabil prin faptul că sc'imburile de căldură prin radiaţie intervin cu ponderea cea mai importantă. &acă, de exemplu, pe suprafaţa interioară a pereţilor unei încăperi se înregistrează o temperatură de 5!, starea de confort pentru pentru o persoană îmbrăcată uşor care prestează prestează o activitat activitatee cu efort fizic mediu, se obţine pentru o temperatur temperaturăă a aerului aerului interior interior de 5+/. Cn situ situaţ aţia ia în care care se menţ menţin inee acee aceeaşi aşi temp tempera eratu tură ră a aeru aerulu lui,i, dar dar temp temper erat atur uraa suprafeţelor delimitatoare scade la 5!= apare senzaţia de frig, datorită accentuării transferului de căldură prin radiaţie spre suprafeţele reci. Cnfluenţa temperaturii suprafeţelor asupra confortului termic se ia în considerare prin temperatura medie radiantă, ; r 7 7 sau ; r , , definită drept temperatura unei suprafeţe fictive de formă sferică (1" care ar sc'imba cu o sferă mică, situată într9un punct oarecare din interiorul ei, aceeaşi cantitate de căldură ca şi suprafeţele ce delimitează încăperea studiată. 1e măsoară cu a%utorul unui termometru cu glob, sau se determină cu relaţia# ;r 0
=
! n φ % ⋅ ;si0, % 0π %=!
∑
(<.-" în care# ;si,% 9 temperatura suprafeţei 1 i,%, care delimitează încăperea$ φ % 9 ung'iul solid sub care se vede, din punctul P suprafaţa (%".
&acă punctul P este situat în centrul încăperii şi aceasta are o formă apropiată de cea a unui cub, calculul se poate efectua cu relaţia aproximativă# ;r
=
n
∑1 %=!
i, %
⋅ ;si, %
n
∑1
i, %
%=!
(<.0" în care# 1i,% sunt ariile suprafeţelor care delimitează încăperea. 8iteza de mişcare a aerului influenţează de asemenea confortul încăperilor, o viteză mare reclam*nd o temperatură ridicată şi invers, efectul temperaturilor ridicate atenu*ndu9se prin creşterea vitezei de mişcare a aerului. ;emperatura ;e mperatura medie radiantă poate varia considerabil de la un punct la altul într9un spaţiu ar'itectural cre*nd zone de inconfort local datorită asimetriei sc'imburilor de căldură. &acă nu este posibilă realizarea unei temperaturi radiante uniforme, proiectantul trebuie să ţină seama
de acest lucru la amplasarea locurilor de lucru sau de odi'nă, în scopul evitării efectului de Dperete caldE sau Dperete receE. În condiţii de climat cald, în în afară de temperatura aerului şi temperatura medie medie radiantă, umiditatea şi viteza de circulaţie a aerului %oacă un rol deosebit de important în instalarea stării de confort termic.
3.. E,aluarea u#ui spa&iu i#terior i# pu#$t e ,eere al $o#/ortului ter!i$ 3..1 Criterii e per/or!a#&% &rept criterii de performanţă pentru aprecierea gradului de confort în încăperi au fost adoptate succesiv valori ale unui parametru sau ale unor grupuri de parametri care să reflecte, pe c*t posibil, condiţiile ec'ilibrului termic între corpul uman şi mediul încon%urător. a. 1;A1 0<+ şi RP!= 4>< recomandă drept criterii de performanţă# 9 Te!peratura aerului i#terior ) cu valori ale nivelurilor normate diferenţiate, funcţie de destinaţie (pentru locuinţe ; i 3 5!>L+/ °"$ 9 Di/ere#&a e te!peratur% între suprafaţa interioară a elementului de înc'idere exterior şi aerul interior din încăpere, cu nivelul ∆;si ≤ ;i 9 ;si 3 0... $ b. Pentru dimensionarea instalaţiilor de încălzire, Gissenard a propus drept criteriu de performanţă te!peratura reulta#t% a unei încăperi calculată cu expresia# ;@ 3 (;a 5 ;rad "4 "4+ (<.=" în care ;a este temperatura aerului iar ; r temperatura temperatura medie radiantă definită anterior, în calculul căreia se ia în considerare şi aportul corpurilor de încălzire. Această expresie reprezintă un progres în sensul că integrează efectul de radiaţie cu cel de convecţie, dar negli%ează influenţa altor factori microclimatici cum ar fi viteza şi umiditatea relativă a aerului, precum şi influenţa factorilor subiectivi (activitatea, îmbrăcămintea". c. Pentru Pentru evalua evaluarea rea calită calităţii ţii termic termicee a unui spaţiu, spaţiu, 8an 8an [uilen [uilen propune propune un i#i$ator ter!i$ )lo2al+ , care poate fi calculat cu relaţia# Z 3 5 /,+= (; i 5 ;rad" 5 /,!2 ) !,! (-<,> ) ; i" vi!4+ în care# , constantă egală cu 9 ,+ pentru perioade de iarnă şi 9 !/, pentru perioade de vară$ 2, umiditatea masică a aerului exprimată în g vapori47g aer uscat. :uncţie de valorile lui Z, ambianţa termică poate fi# Z 3 9 - foarte rece$ Z 3 9+ rece$ Z 3 9! rece$ Z 3 / conf confor orta tabi bil$l$ Z 3 ! uşor uşor cald$ ald$ Z 3 + cald$ Z 3 - foarte cald$
(<."
Aplicarea relaţiei pentru o încăpere caracterizată prin ;i 3 +/, ; rad 3 !, Bi 3/? şi vi 3 /,+ m4s conduce la concluzia că aceasta este confortabilă. @ezultatele unor abordări mai recente, infirmă însă acest lucru. d. Aprecierea globală a gradului de confort oferit de o ambianţă în care se desfăşoară o anumită activitate, cu considerarea simultană a factorilor microclimatici şi a celor subiectivi este PMV+ 7Pre 7Prei i$t $te e Mea# Mea# Vote8 te8 0i PPD PPD 7Pre 7Prei i$t $te e posi posibi bilă lă prin prin util utiliz izar area ea indi indica cato tori rilo lorr PMV P.I. Per$e#ta)e o/ Disatis/ie ). 1pre deosebire de indicatorul Z, acest nou indicator stabilit de P.I. :anger, ia în considerare nu numai valorile parametrilor microclimatici ci şi natura activităţii şi tipul de îmbrăcăminte. ;estările realizate cu mi%loace moderne de analiză a stării de confort (termografie în infraroşu", efectuate asupra unui număr de de peste !/// subiecţi, plasaţi în ambianţe termice teoretic confortabile, PG8 3 /, au condus la concluzia că, c'iar în asemenea condiţii, cel puţin =? din subiecţi se află în stare de uşor inconfort, respectiv PP& 3 = ? (fig.<.+". 100% 90%
"ati#$actie
)0% 70% 60% / P P
40% 0%
' & P
*0% 20% 10% 0% *
2
1
0
1
2
*
Fig. 3.2 Relaţia între indicatorii PP" şi P4/
8alorile 8alorile efective ale indicatorului PG8 pot fi stabilite# pe baza unei relaţii rezultate din ecuaţia de bilanţ termic a organismului, în care intervin at*t caracteristicile microclimatice interioare (factorii obiectivi" c*t şi rata metabolică, consumul de energie necesar pentru necesar pentru efectuarea unui lucru mecanic şi rezistenţa termică a îmbrăcăminţii (1;A1 <<-/ 9!< 9 Ambianţe termice moderate"$ prin măsurători directe asupra unui număr suficient de mare de subiecţi, utiliz*nd un integrator captator$
pe baza anexei H din standardul menţionat, în care sunt prezentate valorile indicelui PG8 PG 8 pent pentru ru dife diferi rite te valo valori ri ale ale umid umiditităţ ăţiiii rela relatitive ve a aerul aerului ui,, func funcţiţiee de acti activi vita tate te,, îmbrăcăminte, viteza de mişcare mişcare a aerului şi temperatura operativă. Cndica Cndicator torul ul PP& stabil stabileşt eştee previz previziun iunea ea privin privindd procent procentul ul de persoa persoane ne care care nu sunt sunt satisfăcute în anumite condiţii de mediu. Poate fi evaluat funcţie de valorile PG8, pe baza relaţiei din 1;A1<<-/ 9!< sau grafic, fig.<.+. e. Te!peratura operati,%+ T o+ reprezintă temperatura uniformă a unei incinte negre în care un ocupant ar sc'imba aceeaşi cantitate de căldură prin radiaţie şi convecţie ca şi în încăperea dată, cu temperatura neuniformă exprimată în o, valoarea ei fiind aproximativ egală cu temperatura măsurată cu termometrul cu glob negru. Cn practică, în ma%oritatea cazurilor, dacă dacă viteza viteza relativă relativă a aerului aerului este mică, mică, (v < /,+ m4s" sau dacă diferenţa între temperatura
medie de radiaţie şi temperatura aerului este redusă ( < 0°", temperatura operativă poate fi calculată, cu o precizie suficientă, ca media valorilor temperaturilor aerului şi a temperaturii medii de radiaţie. În figura <.- sunt indicate valorile temperaturii operative ideale, adică acele valori care dau un PG8 nul funcţie de activitate şi îmbrăcăminte, pentru viteze ale aerului scăzute (N /,! m4s" şi o umiditate relativă normală (-= ) = ?" Părţile umbrite dau ecartul acceptabil în %urul temperaturii ideale în care este respectată condiţia ca numai !/ ? din subiecţi sa se declare în stare de inconfort.
Fig.3.! Temperatura operativă ideală uncţie de îmbrăcăminte şi de metabolism #după 75 1,,! *++ * "
3..*. Ni,eluri e per/or!a#&% onform reglementărilor referitoare la calitatea clădirilor, acestea trebuie realizate astfel înc*t ambianţele termice în spaţiile spaţiile ocupate de oameni să corespundă exigenţelor exigenţelor de confort cerute de activitatea ce urmează a se desfăşura în condiţiile unei îmbrăcăminţi adecvate. a urmare, indicatorul PG8 trebuie să se încadreze în intervalul# 9 /.=< PG8< 5/,= (<.<" iar indicele PP& să fie mai mic de !/?. Ximite Ximitele le de confor confortt pentru pentru temper temperatu atura ra operat operativă ivă se stabil stabilesc esc funcţi funcţiee de valoar valoarea ea indicatorului PG8. Pentru temperatura operativă optimă, corespunzătoare unui procent minim de persoane nesatisfăcute, PG8 3 /, pot fi determinate zone de confort, funcţie de valoarea celorlalţi parametri. În clădirile de locuit, confortul termic trebuie asigurat pentru >/? din ocupanţi, inclusiv pentru bătr*ni bătr*ni şi copii, copii, îmbrăcaţi normal normal (!,= clo iarna şi /,= clo vara" la o activitate activitate uşoară, în principal principal sedentară sedentară (!,+ met", specifică specifică locuinţelor locuinţelor.. Aceste condiţii pot fi extinse extinse şi pentru alte tipuri de clădiri cu activităţi uşoare cu nivele metabolice şi rezistenţe termice ale îmbrăcăminţii similare (birouri, şcoli, laboratoare etc." şi pot fi traduse în valori ale parametrilor de confort reprezentaţi prin# temperatura operativă, diferenţa de temperatură pe verticală, temperatura minimă pe suprafaţa pardoselii, viteza relativă a aerului, umiditatea aerului sau asimetria temperaturii radiante. 3.9. 4a$tori e is$o#/ort ter!i$ lo$al Hcuaţia lui :anger şi indicatorii PG8, PP& oferă o imagine globală privind realizarea stării de confort într9o anumită ambianţă, ţin*nd seama de activitate şi rezistenţa termică a îmbrăcăminţii. Ru reflectă însă influenţa negativă a gradienţilor de temperatură, contactul cu suprafeţele reci, efectele neplăcute ale curenţilor de aer sau efectele dinamice. Gradientul vertical de temperatură, determinat de stratificarea termică, prezenţa unui planşeu încălzitor sau rece, apropierea de gurile de introducere a aerului proaspăt, provoacă senzaţii de inconfort. I diferenţă de temperatură de 0 7 între cap şi membrele inferioare pentru persoane st*nd pe scaun, generează un procent de insatisfacţie de cca !/ ?, procent înregistrat pe un lot de persoane aşezate prezent*nd un ecart de temperatură între cap (!,! m" şi glezne (/,! m". ;rebuie menţionat că un plafon cald este mai greu de suportat dec*t unul rece.
Asimetria temperaturii radiante) determinată de diferenţa de temperatură radiantă
medie între două suprafeţe de mici dimensiuni situate pe laturi opuse ale încăperii, poate genera prin ea însăşi o situaţie de inconfort. 1uprafeţele reci pot fi generate de pereţii neizolaţi, de ferestre, punţi termice accentuate sau planşee neizolate peste spaţii neîncălzite. 1uprafeţele calde pot să aparţină corpurilor de încălzire, iluminat, plafoanele sau pardoselile calde. Temperatura Temperatura suprafeţei pardoselii este resimţită la nivelul tălpilor încălţămintei şi efectul este cu at*t mai pronunţat dacă încălţămintea este le%eră. asupra ra unui unui ocup ocupan antt este este impo import rtan antă tă prin prin Infl Influe uenţ nţa a radi radiaţ aţie ieii sola solare re inci incide dent nte e asup modifi modificar carea ea tempera temperatur turiiii operat operative ive datori datorită tă radiaţ radiaţiei iei solare solare absorb absorbite ite de îmbrăc îmbrăcămin ăminte. te. Îmbrăcămintea de culoare înc'isă determină o creştere a temperaturii operative datorită capacităţii mari de absorbţie a energiei radiante. Disconfortul produs de curenţii de aer se se datorează intensificării sc'imburilor de aer între organism şi mediu determinate de mişcarea aerului. &isconfortul este cu at*t mai accentuat cu c*t viteza de mişcare a aerului este mai mare şi temperatură mai scăzută. Asemenea situaţii pot să apară datorită curgerii naturale a aerului, prezenţei unei ferestre desc'ise, funcţionării defectuoase a instalaţiei de climatizare.
Capitolul : 181419T1 "1 PR561CT:R1
;I
9 cunoaşterea acţiunilor exterioare$ 9 precizarea obiectivelor, criteriilor şi nivelurilor de performanţă$ 9 stabilirea valorilor normate ale nivelurilor de performanţă$ 9 soluţii constructive optime sub aspectul criteriilor menţionate$ 9 dezvol dezvoltar tarea ea metod metodelo elorr de evalua evaluare re a nivelu nivelului lui de perfor performan manţă ţă efecti efectivv pentru pentru soluţi soluţiile ile constructive adoptate. Cnformaţii complete referitoare la aspectele sus menţionate sunt oferite de reglementările normative în vigoare, cu referiri at*t la clădirile noi, aflate în faza de concepţie şi proiectare, c*t şi la cele existente ce urmează a fi reabilitate pentru a fi aduse la nivelul exigenţelor actuale. Ganiera de abordare a problematicii problematicii proiectării 'igrotermice a anvelopei este prezentată prezentată în fig. >.!.
Parametri climatici e&teriori
Parametrii microclimatului interior
nteracţiunea clădire;mediu ♦
:enomene de transfer
@eglementări te'nice
8erificări 'igrotermice (confort, igienă, risc de condens)
Ipţiunea pentru materiale şi soluţii constructive
8erificări privind consumul de energie în exploatare
1tabilirea nivelurilor de performanţă efective
onfort
onsum de energie
Hmisii de poluanţi
F<. +.1 PR5CT:R: = : :9/85P. 7C=4: ?85C
:.*. Satis/a$erea e'i)e#&elor e $o#/ort :.*.1. Reiste#&a ter!i$% 1e consideră că elementele de înc'idere răspund exigenţelor minimale de confort termic dacă rezistenţa termică specifică a acestora (cu excepţia suprafeţelor vitrate", @ este mai mare sau cel puţin egală cu rezistenţa minimă necesară la transfer termic, @ nec. @ezistenţa specifică reprezintă criteriul de apreciere al exigenţei privind confortul termic, iar rezistenţa minimă necesară ne dă o valoare normată a acestui criteriu, rezultată pe baza relaţiei#
@ nec
=
;i − ;e α i ⋅ ∆;i max
≤@ Om+74W
(>.!"
în care# ;i, reprezintă temperatura aerului interior, conform 1;A1 !/<4+9>/, at*t pentru încăperile încălzite c*t şi pentru cele cele neîncălzite$ ;e, temperatura aerului exterior, care se consideră astfel# 9 pentru spaţiile exterioare ; e 3 ;ec unde ;ec este valoarea convenţională a temperaturii exterioare corespunzătoare zonei climatice în care este amplasată clădirea$ 9 pentru pentru încăpe încăperil rilee alătur alăturate ate mai reci reci ('olur ('olurii de intrar intrare, e, casa casa scării scării etc." etc." confor conform m prevederilor 1;A1 1;A1 !/<4+9>/. αi, coeficientul de transfer termic prin suprafaţă la ∆;i
interior cu valorile prezentate în capitolul 0$
, difere diferenţa nţa maximă maximă admisă admisă între între temper temperatu atura ra aerulu aeruluii interi interior or şi temper temperatu atura ra medie medie
max max
ponderată, ponderată, a suprafeţei suprafeţei interioare interioare a elementului elementului de construcţie construcţie,, conform conform tabelului tabelului <, 1;A1 1;A1 0<+4-9>. ondiţia exprimată prin relaţia >.!. se aplică şi elementelor adiacente rosturilor înc'ise, izolate faţă de aerul exterior precum şi elementelor interioare care separă spaţii cu temperaturi diferite. Xa casa scării şi alte spaţii de circulaţie se admite @ ≥/,++ m+74W, iar la vitrine @ ≥ /,!> m+74W.
:.*.*. Valori re$o!a#ate pe#tru !i$ro$li!atul i#terior
1atisfacerea exigentelor de confort pentru utilizatori, în spiritul indicatorilor PG8 9 PP&, reclamă anumite valori pentru parametrii microclimatului interior funcţie de destinaţia spaţiului, respectiv natura activităţii şi îmbrăcăminte. Astfel pentru locuinţe, reglementările normative recomandă# Pentru anotimpul rece# -
temperatura operativă ; o 3 ++° într9una din încăperile apartamentului şi în baie şi ; o 3 +/ ° în celelalte încăperi$
-
viteza medie relativă a aerului v < /,!= m4s$
-
umiditatea relativă -/ ) m pentru o persoană în picioare şi !,!m pentru o persoană şez*nd"
-
∆;< -°$
-
temperatura minimă pe suprafaţa pardoselii ; p min 3 5!> ° iar maximă, ; p max 3 5+ °$
diferenţa dintre temperatura aerului ;i şi valoarea medie a temperaturi temperaturiii suprafeţei suprafeţei ; si min pentru fiecare element de anvelopă trebuie să fie c*t mai mică. 8aloa 8aloarea rea maximă maximă admisi admisibil bilăă pentru pentru aceast aceastăă difere diferenţă nţă este este stabil stabilită ită pentru pentru fiecar fiecaree element în parte, funcţie de destinaţia clădirii şi tipul de element. Astfel, pentru pereţii exteriori -
opaci ai încăperilor clădirilor de locuit, spitalelor, creşelor, grădiniţelor, ∆;i max 3 0°, iar pentru planşeele acoperişurilor terasă ∆;i max 3 -°.
Pentru anotimpul cald# 9
temp temper erat atur uraa aeru aerulu luii inte interi rior or ;i 3 +=L+°
9
vite viteza za rel relat ativ ivăă medi mediee a aerul aerului ui int inter erio iorr 8i ≤ /,- m4s.
:.. Veri/i$area ris$ului e apari&ie a $o#e#sului pe supra/a&a ele!e#telor e $o#stru$&ie Pentru Pentru evitar evitarea ea riscul riscului ui de conden condenss pe supraf suprafaţa aţa elemen elementelo telorr de constr construcţ ucţie ie este este necesa necesară ră respec respectar tarea ea condiţ condiţiei iei ca temper temperatu atura ra supraf suprafeţe eţeii interi interioar oaree ;si a elemen elementel telor or de construcţie, at*t în c*mp c*t şi la colţuri şi în dreptul punţilor termice, să fie mai mare dec*t temperatura punctului de rouă, ; r . ;emperatura ;emperatura pe suprafaţa interioară a elementelor de construcţie, fără punţi termice, în c*mp curent se determină cu relaţia# relaţia#
;si
= ;i −
;i − ;e α i ⋅ @
(>.+" În celelalte cazuri cum sunt colţurile sau zonele de racordare cu elemente de construcţie adiacente adiacente precum precum şi în zona punţilor punţilor termice termice,, temperatur temperaturile ile pe suprafaţă suprafaţă se determi determină nă pe baza analizei c*mpului plan sau spaţial de temperaturi cu metodele prezentate în capitolul 0. Pentru detaliile curente înt*lnite la clădiri de locuit, valorile temperaturilor superficiale minime, ;si,min , sunt date în normativul !/<4-9<, tabelele !L<-. 8alorile 8alorile sunt valabile pentru zona CC9a climatică şi temperatura interioară de 5 +/ o , pentru alte valori de temperatură ;S i , ;Se" fiind valabilă relaţia# ; \si,min 3; \i ) (;\i ) ; \e" (;i ) ) ;si, min" 4 (;i ); e"
(>.-"
Rorma europeană 1@ HR C1I !- <>>4+//+ introduce, drept criteriu pentru evaluarea riscului de condens şi mucegai Tfactorul de temperatură pe suprafaţa interioarăT, f @si, mărime ce reflectă calitatea termică în diferite zone ale anvelopei şi se determină cu relaţia # f @si ) ;e" 4 (;i ); e" @si 3 (; si )
(>.0"
Pentru elementele anvelopei alcătuite din straturi paralele omogene relaţia devine # f @si @si 3 ! 9 @ i F
(>.="
Prin urmare factorul de temperatură pe suprafaţă este egal cu unitatea, c*nd coeficientul de permeabilit permeabilitate ate termică, F 3 /, adică izolaţia izolaţia termică este maximă, maximă, (rezistenţa (rezistenţa termică termică este infinită" şi F 3!4@ i c*nd elementul nu este deloc izolat . Ftilizarea factorului de temperatură permite aprecierea nivelului de izolare termică în orice punct al anvelopei, inclusiv în zonele cu punţi termice, valoarea acestuia estim*ndu9se prin calcul sau măsurători. onform 1@ HR C1I !- <>>4+//+ proiectarea în vederea evitării riscului de condens superficial implică următoarele etape# stabilirea parametrilor caracteristici ai mediului exterior, funcţie de amplasamentul clădirii $ stabilirea concentraţiei interioare maxime de vapori de apă$ stabilirea temperaturii superficiale minime acceptabile la care apare condens, respectiv a temperaturii la care concentraţia efectivă devine egală cu cea de saturaţie$
determinarea valorii minime acceptabile pentru factorul de temperatură superficială din condiţia evitării condensului. În situaţia în care se urmăreşte evitarea apariţiei şi dezvoltării mucegaiului se ia în considerare >/ ? din valoarea concentraţiei de saturaţie. Pentru determinarea concentraţiei de vapori maxime posibile într9un spaţiu cu o anumită destinaţie, norma europeană oferă următoarele posibilităţi# încadrarea clădirii într9o clasă de încărcare 'igrotermică conform destinaţiei şi activităţii pe care o adăposteşte$ considerarea unei valori constante a umidităţii relative a aerului interior$ aport de umiditate cunoscut şi număr constant de sc'imburi orare$ aport de umiditate cunoscut şi număr variabil de sc'imburi orare.
:.9. Criterii 0i #i,eluri e per/or!a#&% pri,i# i/uia ,aporilor "# ele!e#tele e $o#stru$&ie Principiile care stau la baza proiectării elementelor de construcţii, din punct de vedere al evitării condensului în interiorul structurii, sunt# cantititat atea ea de apă apă prov proven enitităă din din cond conden ensa sare reaa vapo vapori rilo lorr în masa masa elem elemen ente telo lorr de cant construcţii în perioada de iarnă, m Q, să fie mai mică dec*t cantitatea de apă care s9ar evacua în perioada de vară. @espectarea acestei condiţii duce la concluzia că nu există riscul acumulării progresive de apă de la an la an. mQ N mv (>." creşterea umidităţii umidităţii masice masice (gravimetr (gravimetrice", ice", ∆Q, la sf*rşitul perioadei de condensare nu creşterea trebuie să depăşească valoarea maximă admisibilă, caracteristică fiecărui material (cu referiri la materialul în care se produce condensarea vaporilor".
∆Q =
!//m Q
ρ ⋅ d Q
≤ ∆Q ad
(>.<"
în care ca re## ρ este
densitatea apar entă a materialu lui care s9a umezit prin condensa condensare, re, în 7g4m -$
mQ 9 cantitatea de apă provenită din condensare. dQ 9 grosimea stratului de material în care se produc acumulări de apă, în m, stabilită conform fig. >.!.
Fig.8. !tabilirea grosimii stratului de material care se ume"e#te ca urmare a acumulării progresive de apă
a element omogen b element stratiicat
. Pentru Pentru materi materiale ale instab instabile ile la apă, apă, care care se degradează prin putrezire ∆Wad 3 /.
:.9.1. :.9.1. Veri/ Veri/i$a i$area rea a$u a$u!ul !ul%ri %riii pro pro)re )resi, si,ee e ap% "# i#ter i#terior iorul ul ele!e# ele!e#tel telor or e $o#stru$&ie 8erificarea 8erificarea acumulării progresive de apă în structura elementelor de construcţie, pe baza relaţiei >., conform normei europene, este ec'ivalentă cu analiza bilanţului anual de umiditate, care constă în compararea cantităţii de apă posibil a fi acumulată pe întreaga durată a anului cu cantitatea de apă posibil a fi eliminată prin uscare. onform reglementărilor europene, cantitatea de apă condensată anual rezultă prin cumularea valorilor corespunzătoare fiecărei luni în care există riscul de condens. Acesta se verifică cu metoda grafo analitică Ulasser prezentată în capitolul .0, pentru fiecare lună, încep*nd cu luna octombrie, pentru valoarea minimă lunară a temperaturii exterioare şi condiţii interioare standard. Cn cazul în care riscul de condens este prezent, se calculează cantitatea de apă acumulată în luna respectivă. antitatea de apă eliminată prin uscare se determină în aceeaşi manieră, luna de debut a proces procesulu uluii de elimin eliminare are consid consider* er*ndu) ndu)se se aceea aceea în care, care, calcul calcul*nd *nd cantit cantitate ateaa de apă acumulată se obţine un rezultat negativ. negativ . Aceasta semnifică faptul că apa conţinută în zona sau în suprafaţa de condens s9a evaporat. evaporat. &acă această evaporare are loc într9o zonă de condens, se recalculează conform .!-.
&acă există o suprafaţă de condens se ia în considerare cantitatea de apă rezultată cu
semn negativ. Pentru evitarea problemelor determinate de condensul interstiţial trebuie avute în vedere următoarele# Apa condensată nu trebuie să înrăutăţească şi nici să modifice semnificativ
caracteristicile materialelor care se găsesc în zona de condens$ În orice situaţie, cantitatea de apă reziduală după derularea unui ciclu de condens trebuie să fie nulă$
antitatea totală de apă condensată nu trebuie să depăşească >// g 4m + ceea ce
reprezintă # - !? din volum în cazul materialelor izolante termic (respectiv /,0 l 4m + sau 0// g4m+ într9un strat izolant de 0 cm grosime" - - ? în masă in lemn şi produse derivate din lemn Getoda prezentată prezentată poate fi considerată considerată mai degrabă degrabă o metodă de evaluare evaluare dec*t un instrument de predicţie, dat fiind numărul mare de mărimi cu variaţie aleatoare care intervin în proces. Hste utilă în faza de proiectare pentru compararea mai multor soluţii posibile şi 4sau optimizarea unor soluţii adoptate pe alte criterii.
:.9.*. Cu! pot /i e,itate pro2le!ele le)ate e i/uia ,aporilor În cazul c*nd una din condiţiile >. sau >.< nu este îndeplinită, sunt necesare măsuri constructive pentru reducerea cantităţii de vapori care condensează în structura elementului, în perioada rece a anului. Asemenea măsuri constau în# dispun uner erea ea raţi raţion onal alăă a mate materi rial alel elor or în stru struct ctur urililee stra stratitififica cate te,, adic adicăă în ordi ordine neaa disp descrescătoare a permeabilităţii la vapori, de la interior spre exterior$ introducerea sau suplimentarea barierei de vapori pe suprafaţa caldă a termoizolaţiei$
o izolaţie termică corespunzătoare realizată prin dispunerea la exterior a materialului
termoizolant$ reducerea permeabilităţii la vapori a straturilor situate după zona sau suprafaţa de
condens$ introducerea straturilor de difuzie, în contact cu exteriorul, la acoperişuri terasă, sub
bariera de vapori şi sub 'idroizolaţie$ adoptarea unor structuri fără risc de condens în masă cum sunt structurile omogene, terasele inverse şi structurile ventilate (fig.>.-".
Fig. +.! :lcătuiri constructive ără risc de condens în masă a. perete omogen% b. perete cu termoi-olaţie la e&terior şi ecran ventilat% c. terasă inversată% d. învelitoare i-olată termic şi strat de aer ventilat
Hste de preferat utilizarea unor soluţii constructive care nu implică utilizarea barierei de vapori. Aceasta poate fi perforată în timpul execuţiei sau exploatării ceea ce îi afectează eficac eficacita itatea tea.. &e altfel altfel,, barier barieraa de vapori vapori împied împiedică ică migraţ migraţia ia vapori vaporilor lor în ambele ambele sensur sensuri,i, încetinind şi procesul de uscare. 1e spune, în asemenea situaţii, că peretele nu respiră. Practica a demonstrat că nici eficacitatea straturilor de difuziune nu este garantată dec*t într9o proporţie redusă.
:.=. Criterii 0i #i,eluri e per/or!a#&% pri,i# $o#su!ul e e#er)ie "# e'ploatare pe#tru $l%iri e lo$uit :.=.1. Reiste#&a ter!i$% !eie @ezistenţa termică medie este o mărime ce caracterizează ansamblul unei clădiri sau unui tronson de clădire, din punct de vedere al protecţiei termice şi al consumului de energie în exploatare, a cărei evaluare presupune# calculul rezistenţelor termice corectate medii, @] m, pentru fiecare element de înc'idere în parte (pereţi exteriori, planşee peste ultimul nivel, ferestre, planşee peste subsol, pardoseli la nivelul solului, pereţi la rosturi înc'ise etc." şi compararea cu valorile normate$ elementelor de construcţi construcţiee calculul rezistenţei termice medii, @ G, pe ansamblul tuturor elementelor prin care are loc transferul de căldură. @ezistenţa termică medie a elementelor de construcţie ce compun anvelopa, @^ m, ca mărime mărime invers inversăă a coefic coeficien ientul tului ui de permea permeabil bilita itate te termic termică, ă, F m, se calcul calculeaz eazăă cunosc cunosc*nd *nd rezistenţa termică specifică şi ariile aferente cu relaţia#
@^m 3 MA % @^ % 4 MA %
(>.>"
8alorile medii ale rezistenţelor termice pe elemente trebuie să fie mai mari sau cel puţin egale cu valorile prevăzute în tabelul >.! preluate după normativ !/< )! 490 anexa -.!. Tabelul +.1 Re-istenţe termice medii) R m #m2 @**A$ ale elementelor de construcţie care alcătuiesc anvelopa clădirilor de locuit% valori minime necesare
Rr. Rr.crt crt
!. +
0 =
<
Hlem Hlemen entu tull de cons constr truc ucţiţiee Per Pereţi eţi exte exteri rior orii (exc (exclu lusi sivv suprafeţele vitrate, inclusiv la rosturile desc'ise" ;*mplărie exterioară Planşee peste ultimul nivel (sub pod, sub terasă " Plan Planşe şeee pest pestee pivn pivniţiţee şi subsoluri neîncălzite Plăci în contact cu solul Planş Planşee ee care care deli delimit miteaz eazăă clădirea la partea inferioară, de exte exteri rior or (la (la gang gangur urii de trecere, bovindouri etc" Pereţi Pereţi adia adiace cenţi nţi rost rostur urilo ilor r înc'ise
@ezistenţa termică minimă necesară, @min , (m+7 4W" lădiri lădiri proiectate p*nă proiectate după la !. /!.! !. /!.! !, + /
!,0/
/, 0 /
/,=/
+, / /
-,//
!,! /, /
!,= !,-=
-, / /
0,=/
/,/
!,!/
Analog, rezistenţa termică medie a ansamblului elementelor de construcţie care separă clădirea de exterior, @\ G, poate fi calculată cu una din relaţiile# @G
=
! FG
=
n
A A %τ %
∑ @′ %=!
m, %
(>."
în care# A reprezintă reprezintă aria totală, pe clădire, a elementelor de construcţie cu rezistenţa rezistenţa termică @ _ A 3 Σ A %
(>.!/"
A %, suprafeţele elementelor de construcţie caracterizate prin aceeaşi rezistenţă termică specifică şi delimit*nd spaţii cu aceleaşi temperaturi ; i% ale tuturor încăperilor clădirii, în m+$ @^ %, rezistenţele termice corectate, ale elementelor de construcţii perimetrale pentru care se determină rezistenţa termică medie
`i%, factorul de corecţie a temperaturilor exterioare, calculat cu relaţia# τ i%
=
− ;u ;i − ;e ;i
(>.!!" în care# ;u, temperatura în spaţiile neîncălzite din exteriorul anvelopei, determinată pe baza unui calcul de bilanţ termic. ;i, temperatura interioară ;e, temperatura exterioară de calcul funcţie de zona climatică în care este amplasată clădirea Pentru situaţii frecvent înt*lnite în proiectare valorile temperaturii ; u şi a factorului de corecţie a temperaturii exterioare sunt date în tabelul >.+ (!/<4+9+ <". Tabelul +.2. /alorile temperaturilor în spaţii neîncăl-ite şi a coeicienţilor de corecţie a temperaturii e&terioare pentru situaţii recvent întBlnite
1paţiul ;e ;u ;u ;P
C Gediul exterior 9!+ @osturi desc'ise şi poduri 9 @ostur @osturii înc'is înc'ise, e, pivniţe pivniţe,, subsol subsoluri uri 5 = neîncălzite, alte spaţii neîncălzite Păm*nt, la ad*ncimea de < m de la 5 !! cota terenului sistematizat
[ona climatică CC CC C C8 9 != 9!> 9+! 9 !+ 9 != 9 !> 55! 9!
!,/ /, /,=
5 !/
!,/
5
5>
Xa determ determina inarea rea valoril valorilor or @m şi @G, clădirea se consideră delimitată la exterior prin intermediul următoarelor elemente de construcţii# 9 pereţi exteriori (inclusiv spre rosturile de dilataţie desc'ise", ferestre şi uşi exterioare$ 9 planşeul peste ultimul nivel, sub terasă sau pod$ 9 planşeul peste subsol sau placa de pardoseală de pe păm*nt. termicăe $%lur% 0i #i,elul )lo2al e iolare ter!i$% :.=.*. Coe/i$ie#tul Protecţia )lo2al e piereri Ventilarea procent punţi termice Aprecierea clădirilor determic locuit din punct de vedere al performanţei rata ventilrii vol/; energetice se face i:olare #upra$eţe opace +aport 8/' i:olare termic vitra raportat la valorile normate (fig. >.0". prin coeficientul global de pierderi de căldură Arhitectura
+aport vitra/opac +elaţia cu terenul
#paţii tampon
Coefcient global normat de izolare termică ' Coefcient global de izolare termică ( !"#m$% & !"#m$%&
Fig. +.' /eriicarea perormanţei energetice a clădirilor de locuit
a. Coe/i$ie#tul )lo2al e piereri e $%lur% este un criteriu de apreciere a gradului de izolare termică a clădirilor, care include at*t necesarul de energie pentru compensarea pierderilor de căldură prin transmisie c*t şi pentru încălzirea aerului ventilat. 8aloarea acestui coeficient este o caracteristică a clădirii şi reprezintă energia necesară pent pentru ru a comp compen ensa sa pier pierde deril rilee de căld căldur urăă core coresp spun unză zăto toar aree unui unui m- de volum volum încălz încălzitit,, determinate de o diferenţă de temperatură de ! 7. Această valoare poate fi calculată cu relaţia# U=
! A
⋅
@G 8
+ n ⋅ ρ ⋅ c
OW4m-7
(>.!+"
în care# @G, şi A au semnificaţiile prezentate anterior$ 8 reprezintă volumul încălzit al clădirii$ n, rata ventilării naturale, respectiv numărul de sc'imburi de aer pe oră (' 9!"$ ρ/, densitatea aerului, în 7g4m -,
c, căldura specifică a aerului, în W47g ⋅7. Analiz*nd relaţia >.!+ se observă că gradul de izolare termică a unei clădiri depinde de rezistenţa termică medie pe clădire, dar şi de raportul dintre aria anvelopei şi volum încălzit, A48, A48, şi de rata ventilării naturale.
@aportul A48 poartă numele de indice de compactitate şi depinde direct de configuraţia spaţială a clădirii$ cu c*t valoarea acestuia este mai redusă cu at*t performanţa energetică a clădirii este mai bună. 8olum olumul ul clăd clădir iriiii,, 8, în m-, repr reprez ezin intă tă volu volumu mull deli delimi mita tatt pe cont contur ur de supr supraf afeţ eţel elee perimetrale care alcătuiesc anvelopa clădirii şi reprezintă volumul încălzit al clădirii, cuprinz*nd at*t încăperile încălzite direct, cu elemente de încălzire, c*t şi încăperile încălzite indirect, fără elem elemen ente te de încă încălz lzir ire, e, dar dar la care care căld căldur uraa pătr pătrun unde de prin prin pere pereţiţiii adia adiace cenţ nţi,i, lips lipsiţi iţi de o termoizolaţie semnificativă. 1unt incluse cămări, debarale, vestibuluri, 'oluri de intrare, casa scării, puţul liftului şi alte spaţii comune, inclusiv mansardele precum şi încăperile de la subsol, încălzite la temperaturi apropiate de temperatura predominantă a clădirii. Ru se includ încăperile cu temperaturi mult mai mici dec*t temperatura predominantă a clădirii (camerele de pubele" precum şi verandele, balcoanele şi loggiile, c'iar în situaţia în care ele sunt înc'ise cu t*mplărie exterioară. Xa pierderile de căldură căldură prin transfer transfer termic termic se adaugă pierderile pierderile aferente unor condiţii normale de reîmprospătare a aerului interior şi pierderile suplimentare de căldură aferente infiltraţiei aerului exterior, care poate pătrunde prin rosturile t*mplăriei. &acă se introduc valorile pentru densitatea şi căldura specifică a aerului, aceste pierderi, raportate la volumul clădirii 8 şi la diferenţa de temperatură ; 3 ;i 9;c, au valoarea /,-0 ⋅n (W4m-7". unei clăd clădir irii rezu rezultltăă comp compar ar*n *ndd valo valoare areaa Ni,elu Ni,elull )lo2al )lo2al e iolar iolaree ter!i$ ter!i$%% al unei coeficientului global de pierderi de căldura U, calculat anterior cu coeficientul global normat de izolare termică UR, U ≤ UR (>.!-" 8alorile normate UR se stabilesc funcţie de numărul de niveluri, R, al clădirii şi raportul între aria anvelopei şi volumul încălzit. încălzit. conform tabelului >.-. Analiza tabelului >.- evidenţiază următoarele aspecte# aspecte# clădirile reclamă un grad de izolare termică cu at*t mai mare cu c*t numărul de niveluri
este mai redus$ gradul de izolare termică necesar este cu at*t mai mare cu c*t indicele de compactitate
definit prin raportul A48 este mai mare. :uncţie de valorile acestui coeficient, clădirile pot fi considerate avanta%oase sau nu din punct de vedere energetic. În cazul în care gradul de izolare termică al unei clădiri proiectate se situează sub nivelul normat, (relaţia >.!- nu este respectată" se adoptă ado ptă următoarele măsuri# reducerea raportului A48 respectiv mărirea compactităţii clădirii, dacă este posibil$
reducerea procentului de vitrare în limitele impuse de exigenţele referitoare la iluminatul
natural şi considerente ar'itecturale$ utilizarea unor ferestre termoizolante$
Coeicienţii globali normaţi de i-olare termică <9 la clădiri de locuit
Rumărul de niveluri R
A48 m+4m-
UR W4(m-7"
Rumărul de niveluri R
A48 m+4m-
UR W4(m-7"
!
/,>/
/,<<
0
/,+=
/,0
/,>=
/,>!
/,-/
/,=/
/,/
/,>=
/,-=
/,=0
/,=
/,>>
/,0/
/,=>
!,//
/,!
/,0=
/,!
!,/=
/,-
/,=/
/,0
Jl,!/
/,=
JI,==
/,=
/,0=
/,=<
/,+/
/,0-
/,=/
/,!
/,+=
/,0<
/,==
/,
/,-/
/,=!
/,/
/,
/,-=
/,==
/,= /,
/,<+ /,<0
/,0/ /,0=
/,= /,!
J/,<=
/,<=
J/,=/
/,-
/,-/
/,0
/,!=
/,0!
/,-=
/,=-
/,+/
/,0=
/,0/
/,=<
/,+=
/,=
/,0=
/,!
/,-/
/,=-
/,=/ /,==
/,= /,<
/,-= /,0/
/,= /,=>
J/,/
/,>
J/,0=
J/,=
+
-
=
J!/
Tabelul +.!
creşterea rezistenţei termice la pereţi prin reducerea procentului de punţi termice şi utiliz utilizare areaa unor unor materi materiale ale termoi termoizol zolant ante, e, de mare mare eficie eficienţă nţă (polis (polistir tiren, en, p*slă, p*slă, vată vată minerală etc."$ îmbunătăţirea izolării termice a suprafeţelor orizontale (planşee de pod, acoperiş terasă terasă,, planşee planşee peste peste subsol subsol sau pardos pardoseli eli la nivelu nivelull solului" solului" av*nd av*nd în vedere vedere că acestea influenţează influenţează considerabil gradul de izolare termică, în în special la clădiri cu un număr redus de niveluri.
:.6. Per/or!a#&a e#er)eti$% )lo2al% a $l%irilor $u alt% esti#a&ie e$>t lo$uirea Getoda de verificare a nivelului de satisfacere a exigenţei privind performanţa energetică a clădirilor cu altă funcţiune dec*t locuirea al căror regim de înălţime nu depăşeşte P5!/ eta%e, este prezentată în Rormativul !/<4+9<. Prevederile normativului !/<4+9< se aplică la proiectarea, verificarea şi expertizarea proiectelor proiectelor noi de clădiri care au altă destinaţie destinaţie dec*t cea de locuire, iar pentru pentru amena%ări amena%ări sau modernizări ale clădirilor existente, are numai caracter de recomandare. 1intetic, verificarea performanţei energetice la clădirea care au altă funcţiune dec*t locuirea, este prezentată în fig. >.=. riteriul de performanţă termoenergetică globală a clădirilor care au altă destinaţie dec*t locuirea locuirea este coeficientu coeficientull global de izolare termică termică U!, exprimat exprimat în W4(m -7", care reprezintă cantitatea de căldură necesară pentru compensarea pierderilor de căldură prin transmisie aferente aferente unui volum unitar de spaţiu spaţiu încălzit încălzit şi unei diferenţe diferenţe de temperatură temperatură unitare interior interior ) exterior. 8erificarea 8erificarea constă în compararea valorii efective cu cea normată conform relaţiei# Protecţia termică U! N U! ref OW4(m-7" (>.!0" Arhitectura procent punţi termice în care U! ref reprezintăi:olare coeficientul coeficientul global de referinţă. . termic +aport 8/' +aport vitra/opac +elaţia cu terenul
#upra$eţe opace i:olare termic vitra #paţii tampon
Ventilare
Coe-cient global re$erinţ Coe-cient global de i:olare termic
1 </m*!>
(
re) </m*!>
Cla#a de inerţie &odul de ocupare mare continuu 8porturi interne 8porturi #olare mic di#continuu
Fig. +.( /eriicarea nivelului global de protecţie termică la clădiri cu altă destinaţie decBt locuirea
lădir lădirile ile la care care se aplică aplică preved prevederi erile le normat normativu ivului lui !/<4+9 !/<4+9< < se împart împart în două două categorii, funcţie de durata de ocupare şi clasa de inerţie# clădiri de categoria !, în care intră clădirile cu Tocupare continuăT şi clădirile cu Tocupare
discontinuăT de clasă de inerţie mare, definită conform anexei Z, Rormativ !/< 4+9 <$ clădiri clădiri de categoria +, în care intră clădirile clădirile cu Tocupare Tocupare discontinuăT, discontinuăT, cu excepţia excepţia celor
din clasa de inerţie mare. lădirile cu Tocupare continuăT sunt considerate acele clădiri a căror funcţionalitate impune ca temperatura mediului interior să nu scadă, în intervalul orar /9<, cu mai mult de < sub valoarea normată normată de exploatare, exploatare, în acesta acesta categorie încadr*ndu9se încadr*ndu9se creşele, creşele, internatele, internatele, spitalele etc. lădirile cu Tocupare discontinuăT sunt acele clădiri a căror funcţionalitate permite ca abaterea de la temperatura normată de exploatare să fie mai mare de < pe o perioadă de !/ ore pe zi, din care cel puţin = ore în intervalul orar /9<$ din această categorie fac parte# şcolile, sălile de curs, amfiteatrele, sălile de spectacole, clădirile administrative, restaurantele, clădirile industriale cu unul sau două sc'imburi etc, de clasă de inerţie medie şi mică (anexa >". oeficientul global efectiv U! al unei clădiri sau al unei părţi dintr9o clădire se calculează pe baza relaţiei#
U! =
⋅ 8 !
A % ⋅ τ %
∑
@ m%
OW4m -7"
(>.!="
în care# 8 reprezintă volumul încălzit al clădirii sau părţii de clădire, în m -, A, aria suprafeţei elementului elementului de construcţie %, în m+ , prin care se produce sc'imb de căldură$ τ
, factor de corecţie a diferenţei de temperatură între mediile separate de elementul de construcţie %$ @m% , rezistenţa termică corectată, a elementului de construcţie %. oeficientul global de referinţa U! ref se calculează cu relaţia# %
U!ref =
! A ! A + + 8 a b
+
A c
+ d⋅P +
A 0 e
OW4m-7"
(>.!"
U!ref3 !48 OA, 4a5A + 4b5A- 4c5d9P5A0 4e OW4(m -7" (>.+/" în care# Ai reprezintă aria suprafeţelor componentelor opace ale pereţilor verticali, în m +, care fac cu planul orizontal un ung'i mai mare de /, aflaţi în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată lu*nd în considerare dimensiunile interax$ A+, aria suprafeţelo suprafeţelorr planşeelor de la ultimul ultimul nivel, în m +, aflate în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată lu*nd în considerare dimensiunile interax$ A-, aria suprafeţelor planşeelor inferioare, în m +, aflate în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată lu*nd în considerare dimensiunile interax$ P, perimetrul exterior al spaţiului încălzit aferent clădirii, în m, aflat în contact cu solul sau îngropat$ A.0, aria suprafeţelor suprafeţelor pereţilor pereţilor transparenţi transparenţi sau translucizi, translucizi, în m +, aflaţi în contact cu exteriorul sau cu un spaţiu neîncălzit, calculată lu*nd în considerare dimensiunile nominale ale golului din perete$ 8, volumul încălzit, în m -, calculat pe baza dimensiunilor exterioare ale clădirii$ a, b, c, d, e, coeficienţi de control pentru elementele de construcţie menţionate mai sus, ale căror valori sunt date în tabelele ! şi + din Rormativul !/<4+9<, în funcţie de# categoria de clădire ! sau +, specificată de !/<4+9<, tipul de clădire şi zona climatică. Pentru clădirile la care suprafaţa pereţilor transparenţi sau translucizi reprezintă cel puţin =/ ? din suprafaţa elementelor verticale de înc'idere, coeficientul global de referinţă U! ref poate poate
fi mărit cu o cantitate, ∆UC ref , a cărei valoare este dată în tabelul - din !/<4+9<, în funcţie de categoria clădirii, de indicele solar C s, determinat conform anexei şi eventual de inerţia termică a clădirii, determinată conform anexei Z a Rormativului !/<4+9<.
:.3 E'i)e#&e e per/or!a#&% pri,i# e$o#o!ia e e#er)ie Recesarul anual de căldură utilizată pentru încălzirea clădirilor, în perioada rece, este un indicator important care reflectă at*t gradul de protecţie termică c*t şi economia de energie, reprezent*nd principala caracteristică energetică a clădirilor. riteriul de apreciere a gradului de satisfacere a exigenţei privind economia de energie este #e$esarul a#ual e e#er)ie pentru încălzirea spaţiului raportat la unitatea de volum sau unitatea de suprafaţă. Cn reglementarea te'nică TU'id privind optimizarea nivelului de protecţie termică la clădirile de locuit 9 Cndicativ UP /=>4+///, se prezintă o metodă simplificată pentru determinarea necesarului anual de căldură pentru încălzire la clădirile de locuit, pe baza coeficienţilor globali de izolare termică, U. Prevederile acestei metode de calcul se aplică at*t la clădirile de locuit noi c*t şi la clădirile existente, pentru situaţia de dinainte sau4şi de după modernizarea termote'nică, dar nu se aplică la următoarele categorii de clădiri# 9 clădirile proiectate pentru un aport activ de căldură solară$ 9 clădirile prevăzute cu instalaţii de ventilare acţionate mecanic, cu sau fără recuperarea căldurii. Recesarul anual de căldură pentru încălzire, aferent unui m - de volum interior, se calculează cu relaţia# 3 +04!/// R z. U ) (i 5 s" (6W'4m-. an" (>.!<" în care# este necesarul de căldură pentru un m - de volum încălzit, în 7W'4m - an$ U, coef coefic icie ient ntul ul globa globall de izol izolare are termi termică că al clăd clădir iriiii,, în W4(m W4(m -7", 7", care care se dete determ rmin inăă în conformitate cu prevederile din Rormativul !/<4!9<$ , coeficient de corecţie O9$ Rz, numărul numărul anual anual de grade9z grade9zile ile de calcul calcul,, coresp corespunz unzăto ătorr locali localită tăţii ţii unde unde este este amplas amplasată ată clădirea, calculat pentru temperatura interioară medie în perioada de încălzire (; i" şi pentru temperatura exterioară medie zilnică ce marc'ează începerea şi oprirea încălzirii (; eo 3 5!+ ", în 7.zile$
i, aportul de căldură rezultat din utilizarea clădirii, aferent unui m - de volum încălzit, în 7W'4m-an$ s, aportul de căldură provenită din radiaţia solară, aferent unui m - de volum încălzit, în 7W'4m-an. , coeficient de corecţie ce ţine seama de# 9 reducerea temperaturii interioare pe durata nopţii$ 9 variaţia în timp a temperaturii aerului exterior$ 9 dotarea instalaţiei interioare de încălzire cu dispozitive de reglare termostatată a temperaturii interioare$ Rz, numărul anual de grade9zile specific fiecărei localităţi$ valoarea de calcul se determină conform standardului 1@ 0>-9< ţin*nd seama de temperatura interioară medie a clădirii pe durata de încălzire calculată ca o medie ponderată a încăperilor componente. Aportul de căldură internă, i, provine din# 9 fluxul termic emis de persoanele care locuiesc, muncesc sau staţionează în încăperile clădirii$ 9 utilizarea apei calde pentru spălat, activităţi mena%ere etc. 9 prepararea 'ranei, în principal pr incipal prin utilizarea combustibilului gazos$ 9 utilizarea energiei electrice pentru diferite activităţi (radio, ;8, frigider, aspirator, maşină de spălat etc"$ 9 iluminatul general şi local$ 9 funcţionarea ventilatoarelor, a calculatoarelor, a aparatelor de aer condiţionat etc$ pentru clădirile clădirile de locuit locuit aportul de căldură căldură internă specific se va considera considera cu valoarea# valoarea# i 3 < 7Q'4 (m-9an". Aporturile solare, s, luate în considerare se referă numai la suprafeţele vitrate (ferestre şi uşi exterioare prevăzute cu geamuri", neţin*ndu9se seama de aportul de căldură realizat prin acţiunea radiaţiei solare asupra suprafeţelor opace. 8aloarea aporturilor solare depinde de aria suprafeţelo suprafeţelorr vitrate, vitrate, radiaţia solară disponibilă disponibilă fiind funcţie funcţie de orientare, orientare, gradul de penetrare penetrare a energiei prin vitra%e, umbrire etc. I#i$ele a#ual e $o#su! e#er)eti$ este utilizat frecvent pentru a compara clădiri diferite din punct de vedere a eficienţei energetice. 1e obţine împărţind consumul anual total de energie (inclusiv cel destinat preparării apei calde mena%ere, iluminatului sau altor activităţi" la suprafaţa brută încălzită a planşeului, incluz*nd pereţii. 1e exprimă în G_ 4 m +a, sau 6W' 4 m +a. Acest indice permite o evaluare a nivelului de economisire a energiei prin compararea cu valori caracteristice a unor clădiri similare obţinute pe bază statistică. Cn fig. >.0 este prezentată gama indicilor de consum energetic pe tipuri de clădiri din Hlveţia şi FH (clădiri administrative".
&in figură se observă că valoarea indicelui de consum energetic în Hlveţia, pentru o clădire medie este de
Cndice de consum energetic (6W'4m+an" Fig. +.' "istribuţia statistică a indicilor de consum energetic pentru clădiri cu dierite destinaţii din lveţia şi alte ţări europene) după C. :. Roulet *++*
lădirile bine izolate, construite după noile norme, prezintă un consum energetic anual mai redus, respectiv de -+= G_4m +, respectiv !/ litri de petrol. lădirile cu consum redus de energie, bine izolate şi corect concepute în sensul valorificării şi altor surse de energie, în special special energie solară, solară, prezintă prezintă un consum consum de energie de !/ G_4m G_4m + adică 0litri pe metru pătrat. 19au realizat clădiri cu consum energetic de - l4m +, iar p*nă în +/=/ se preconizează realizarea caselor cu energie pozitivă.
ANE?A 1 SIMOLURI ŞI UNITĂ@I DE MĂSURĂ Nr. $rt. !
Si!2ol a
=
+ 0 = <
&=
λ c ⋅ ρ
Arie de transfer apacitate calorică masică oncentraţia de vapori în aer Urad elsius oef oefic icie ient ntul ul de radi radiaţ aţie ie al corp corpul ului ui negr negruu
∑ λ d ⋅ 1
Cndicele inerţiei termice
&a &i &s
!! !+
H g
!-
U
!0 != ! !<
i C _ 7
!>
oeficient de cupla% termic
n p p8 p81 @ @\
@ata ventilării Presiune Presiune parţială a vaporilor Presiune de saturaţie a vaporilor &ensitate de flux termic antitate de căldură @ezistenţă termică specifică @ezistenţă termică specifică corectată
+>
@ si
=
@ se
=
U#itate e !%sur% m+4s m+ _46g7 gvapori46gaer ° W4m W4m+70 9
oeficient de difuzie a vaporilor de apă în m+4s aer &ebitul de aer infiltrat m-4' &ebitul surselor de vapori g4' Putere de emisie specifică a corpului W4m+ negru Acceleraţie gravitaţională m4s+ Cndice global de putere termică specifică denumit şi coeficient global de izolare W4m-7 termică a clădirii oeficient de permeabilitate la aer a m-4'mPa+4t*mplăriei Cntensitatea radiaţiei solare W4m+ _oule _ Urad 7elvin 7
Φ ;! − ;+
! +/ +! ++ ++0 += + +<
&ifuzivitate termică
A c cv ° o
> !/
X=
M%ri!e
! α i
!
α e
W 47 '9! Pa Pa Pa W4m+ _ sau 6W' m+74W m+74W
@ezistenţă termică specifică superficială interioară
m+74W
@ezistenţă termică specifică superficială exterioară
m+74W
+ -/ -!
s t , ;
-+
;i , ;e
--
;si , ;se
-0 -=
;@ ;r 1
-
U =
-<
U =
-> -
v 8
0/
3 c 5 r
0!
αc
0+ 000 0= 0 0< 0> 0
αr ε
R 1 R '
a3ε λ ϕ Φ
h Ψ
=/ =!
χ
oeficient de asimilare termică ;imp ;emperatura ;emperatura ;emperatura aerului interior, respectiv exterior ;emperatura ;emperatura pe suprafaţa interioară, respectiv exterioară ;emperatura ;emperatura rezultantă ;emperatura ;emperatura medie m edie radiantă oeficient de transfer termic total al elementului de construcţie (anterior numit permeabilitate termică sau transmitanţă, av*nd simbolul 6"
W4m+7 s sau ' ° sau 7
Cdem, corectat
W4m+7
8iteză 8olumul oeficient de transfer termic total la suprafaţă oeficient de transfer termic prin convecţie oeficient de transfer termic prin radiaţie oeficient de emisivitate termică oeficient de absorbţie a radiaţiei termice onductivitate termică Fmiditate relativă a aerului :lux termic (putere termică" &ensitate oeficient linear de transfer termic sau de transmitanţă lineară oeficient punctual de transfer termic constanta 1tefan9Zoltzman # =,< !/9<
I#i$i i#/eriori a ) aer e ) exterior c ) convecţie i ) interior r ) radiaţie u ) spaţiu neîncălzit s ) suprafaţă τ =
;i ;i
− ;u − ;e
° ° ° °
W4m+7
m4s mW4m+7 W4m+7 W4m+7 (9" (9" W4m7 ? W 7g4mW4m7 W47 W4m+70
U#it%&i e ti!p s 9 secunde ' 9 ore a ) ani d 9 zile
:actor de corecţie a temperaturii exterioare (9" ξ =
− ;si ;i − ;e
;i
Hcartul temperaturii superficiale (se notează şi cu f" (9"
ANE?A *
ANE?A NUMĂRUL ANUAL ANUAL DE
a
+/ R!+
&!+
Rr. Xocalitatea crt.
a
+/ R!+
&!+
O7 ! + 0 = < > !/ !! !+ !!0 != ! !< !> ! +/ +! ++ ++0 += + +< +> + -/ -! -+ --0 -= - -< -> -. 0/.
Adamclisi Alba Culia Alexandria Arad Zacău Zaia Gare Z*rlad Zistriţa Zla% Zotoşani Zraşov Zrăila Zucureşti Zuzău alafat ălăraşi *mpina *mp *mpul uluung Goldovenesc *mp *mpul uluung Guscel aracal aransebeş lu% onstanţa raiova urtea de Argeş &eva &oro'oi &răgăşani :ăgăraş :ocşani Ualaţi Uiurgiu Uura jonţ (Arad" Uriviţa (Calomiţa" juşi Caşi _oseni Xugo% Gangalia Ge G edgidia
!/,> >, !/,< !/,0 ,/ ,= , <, >, ,/ <,= !/,= !/, !/,< !!,0 !!,+ >, ,=
O7zile -!+/ -0/ -!=/ -/+/ --/ --=/ -0/ ->=/ -=-/ --/ 0/-/ -!/ -/!/ -=-/ 0+
<, !/, !/,! >,!!,= !/, >,> , >,0 !/,0 <,< , !/,= !!,! ,> !/,= ,< ,0 0, !/,0 !!,0 !!,=
Ozile !+!/ !> !+ +/ +/! +// ++0 +!/ +/ ++< !/ !/ !> !>! !>= +!/ +0+
O7 ,= <,< !/,+ !/ ! /, 0,= <, >,< ,< !/,! 0,/ 0,> !/, !/,!/,! >,> ,0 ,! <,/
0+=/ -0/ -!=/ -/// =!
+0+ ++< != !>< + ++< !> ! ! +>0 += !/ !0 ! +!/ +/! +/> +-=
->+/ ++0
Giercurea iuc Idor'eiul 1ecuiesc Iradea Iraviţa Păltiniş91ibiu Petroşani Piatra Reamţ Piteşti Ploieşti Poiana 1tampei (18" Predeal @*mnicu 1ărat @*mnicu 8*lcea @eşiţa @oman 1atu Gare 1ebeş 1f. U'eorg'e (ovasna" =. 1ibiu
>,=
-/
+!=
-!// -!>/ -<-/ +>0/ -!=/ -!+/ --/ --=/ -!/ -/-/ -+/ -!/ -0+/ -=!/ 0/ -!// +>>/ +/
/. !. +. -. 0. =. . <. >. . . <. >/.
>,-, !/, !/, <,= !!,!/,! !/,! >,> ,,> ,> !/, !!,/ >,< !!,+ !!, !/, ,=,,=
-0/ ==/ -+// -!=/ 0/>/ -/// --/ --/ -=0/ -0!/ 0-/ -/!/ -!/ --//
+! -+= !/ !/ +-/ !/ ! ! +!/ +/= +-< !> !/ !! !> !>= !>! !/ +/= +=< +/!
!>< ! +!> !> !/ +!/ +// +!< !+ ++< ! !/ !>= !> !/ ! +/! += !+ !>< !><
0! 0+. 0-. 00. 0=. 0. 0<. 0>. 0. =/. =!. =+. =-. =0. ==. =. =<. =>.
O7zile Ozile
1ig'işoara 1inaia (c (cota != !=//" 1latina 1lobozia 1uceava 1ulina ;*rgovişte ;*rgu _iu ;*rgu Gu Gureş ;*rgu Icna ;*rgu 1ecuiesc ;ecuci ;imişoara ;ulcea ;urda ;urnu Găgurele ;urnu 1everin Frziceni 8aslui 8atra &ornei [alău
a 9 temperatura medie anuală &!+ ) durata convenţională a perioadei de încălzire, corespunzătoare temperaturii exterioare care marc'ează începerea şi oprirea încălzirii (θeo 3 5!+ 7", Ozile.
INTENSITATEA RADIA@IEI SOLARE TOTALE I T IT OW4m+ 8ertical
Xocalitatea Alexandria Zacău Z*rlad Zotoşani Zucureşti alafat ălăraşi *mpina aransebeş lu% Rapoca onstanţa raiova urtea de Argeş &oro'oi &răgăşani Ualaţi Caşi Iradea Predeal @*mnicu 1ărat @oşiorii de 8ede 1atu Gare 1ibiu 1ig'et ;*rgu _iu
1 !,! >-, >,>0,> +,= !,=,/ ,/ >=,0 >>,+ <,> +,= ,= >-,/ <,> +,! >+,! ><,! +,0 ,> -,> >,/ >,< >>, !,=
1841H <0, <,/ >/,/ ,> >/,! <=, >,0 ,/ >!,0 <,0
84H 0,> 0,/ 0, 0,/ 0<,0 0=,< 0<, =/,00, 0>,= 0>,> 0<,0 =/, 0=,< 0,0,> 00,/ 0=,! =+,! 0, 0, 0=,0 0<,> 0<, 0<,
R8 4 R H +=,= +,+ +=,= +=,> +=,< +0,0 +=,+ +<,< +=,/ +<,< +=,< +=,< +<,> +,+,! +=,/ +0,< +0,= -+,0 +=,< +0, +0, +<,0 +, +,/
R +/,+ +/,= !, +/,/ +/,!,0 !,> +!,> !, +!,= +/,+ +/,+!,> +/, +/,= !, !,0 !,! +,> !, !,= !,+!, +/,+/,=
ANE?A 9 5 VALORI VALORI MEDII BILNICE Irizon9 tal >/,> >-,+ >!,< >+,> >+,/ <<,0 >!,! >,<>,> >>,0 >-,+ >!,< >, >-,0 >0,> >/, <>, <>, >,> >0,> <>,> >/,= >0, >, >-,-
;*rgu Gureş ;*rgu 1ecuiesc ;imişoara ;urnu Găgurele ;urnu 1everin
>=,0, >=,+ !,-,0
<, <=,
0<,! =+,= 00,+ 0,0,/
+<,/ -/, +0,+=,/ +0,!
+!,! +0,0 !,!, !,+
>=, ,> <, <,+ <<,0
:9: (
CARACTERISTICILE TERMOTE;NICE ALE MATERIALELOR DE CONSTRUC@IE Rr. crt.
&enumirea materialului
&ensitatea onducti9 oeficientul :actorul aparentă vitatea de asimilare rezistenţei termică de termică la permea9 calcul s bilitate la h k vapori 6g4mW4m7 W4m !47& I Prouse pe 2a% e a2est Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK ! Plăci şi foi de !// /,-= ,-= +0,azbociment + Plăc Plăcii ter termo moiz izol olan ante te de =// /,!!, !, azbest -// /,/ !,+> !, II Materiale as/alti$e 0i 2itu!i#oase Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK Gortar asfaltic !>// /, < = ,/= >=,/ 0 Zeton asfaltic +!// !,/0 !!,=! >=,/ = Zitum !!// /,!< -,-< " III etoa#e Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK Zeton armat +// +,/!<,/ +0,+=// !.<0 !,+= +!,+0// !,+ !=,- +!,< Zeton si simplu cu cu +0// !,+ !=,- +!,agregate naturale de ++// !,- !-,+ !0, natură sedimentară +/// !,! !!,> !+,! sau amorfă (pietriş, tuf !>// /,!/,/> >,= calcaros, diatomit" !// /,<= >,=<,! !0// /,=> <./+ 0,< !+// /,0 =.< 0.!/// /,-< 0,<0 -, > Zeton cu cu zg zgură de de !>// /,>< .<= >, = cazan !// /,<= >,=<, < !0// /,0 <,-< <, ! !+// /,=+ ,!= , ! !/// /,0! 0, 0, < Zeton cu zgură !>// /,0 >,- <,< granulată !// /,=> <,=/ <.! !0// /,=+ ,= , !+// /,0 =,< .! !/ Zeton cu zgură !// /,=> <,=/ <,! expandată !0// /,0 ,+= ,=
!!
Zeton cu perlit
!+ Zeton cu granulit
!+// !+// !/// >// // !>// !// // 0//
/,0! /,0! /,-/,+ /,!< /,>! /.< /, /,0 /,-= /.+ /,+/.!<
!- Zeto Zetonn celu celula larr autoclavizat (gazbeton"# 9tip UZ 9 =/ <=/ /,+> 9tip UZR 9 =/ // /,! Gor Gortar tar de de cim cimen entt şi şi !< var !< Gortar de var !// /, Gort Gortar ar de zgur zgurăă cu cu !0// /,0 ciment !+// /,=+ V Vat% !i#eral% 0i prouse i# ,at% !i#eral% Capa$itate $alori$% !asi$% $ 3=F GH)JK ! 8ată mi minerală# 9 tip / / /,/0+ 9 tip − tip U !0/ !0/ /,/0/ − tip AP !0/ !+/L!0/ /,/00 +- Plăci rigide din fibre !/ /,/=/
=,0 =,0 0,0< -,== +,0 ,0! >,>= >,+0 <,<,/+ =,< 0,! -,<= +,> +,/-
,/ 0,-,0 +,0 +,! <, ! <,/ , .> .= .! 0,< -, 0 +. 0 !.
-,=< -,- +, +,
0,+ 0,+ -,< -,=
+,0 !,<
-,! +,
!/,/>
<,!
,0<
>,=
>,+0 <,-< ,!=
=,=,< 0,<
/,-< /,0!
!,! !,!
/.=/ /,=
!,!,-
/,-! /,- /,00
!,! !, +,/
/,=! /,== /,= /,
+,! +,0 +,0 +,=
de bazalt tip PZ !/ VI Sti$l% 0i prouse pe 2a% e sti$l% Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK +0 1ticlă +=// /,<= += 1ticlă spongioasă 0// /,!0 -// /,!+ !,0/ /,/<= + 8ată de de sti sticl clă# ă# 9cal. C >/ /,/- 9 cal. CC !// /,/0! VI Prouse pe 2a% e ipsos+ perlit+ iato!it Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK +< Plăci de ipsos !!// /,0! !/// /,-< +> PCăc PCăcii de de ips ipsos os cu -/ apă de ipsos !// !,/-! Produse // /,++ termoizolante din =// /,! diatomit
!/,< !,>0 !,0> /,>/
+>,+>,+>,-
/,0+ /,=/
!,! !,+
=,+0,0<
,! ,=
-,\,-
-,0
+,-0 !/,//
!,< !!,+
+,>+,0/
9 9
!+
!,
!!,+>
9
<,=/ >,<0
-, +,0
0,!+ =,!
!/,0 +,/
/,+/,0! /,!< /,/ /,!0 /,!-
=,<> <,
!!,+,! +>,+,0 +,0 +,!
/,+! /,!
=,=+ 0,!<
=,=,/
/,+! /,!+= /,!! /,/>0 /,/0
=,0+ +,>+ +,-> +,/> +,-+
=,+,0 +,! +,< -,<
-+ Plăc Plăcii ter termo moiz izol olan ante te din perlit liate cu +#turi 0i u!pluturi Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK -- Păm* Păm*nt nt veg veget etal al în în !>// !,! stare umedă -0 Fmplutură din nisip !// /,=> -= Fmplutură din pietriş !>// /,// 9 în lungul fibrelor >// -> Placa% încleiat // - @u @umeguş +=/ 0/ Plăc Plăcii termo termoiz izol olan ante te 0// din talaş, tip 1;AZCXC; 1;AZCXC; -// 0! Zeto Zetonn cu agre agrega gate te >// vegetale (talaş, // rumeguş, puzderie" 0+ Plăc Plăcii termo termoiz izol olan ante te din coa%ă de răşinoase <=/ 9 tip PAI1CP -=/ 9 tip C[I;H@ +
moi" 9 plăci 1 9 plăci Z şi ZA 00 PCăc PCăcii aglo aglome mera rate te fibrolemnoase, tip PA: 0= Plăc Plăcii din din aşc' aşc'iiii de lemn, tip PAX# PAX# 9 termoizolante 9 stratificate
-//
/,/>0
+,!0
+,<
-=/ /,!/! +,==/ /,+/0 !,/ ==/ /,!>/ 0,+0 9 omogene pline = =// /,!> -,/ 9 omogene cu goluri 0=/ /,!= -,=< ? Prouse ter!oiola#te /i2roase e #atur% or)a#i$% Capa$itate $alori$% !asi$% $ 163F GH)JK 0 Plăc Plăcii aglo aglome mera rate te din din -// /,!/! !,! puzderie, tip PAP PAP +// /,/> !,00 0< 1tufit 9 presat manual +=/ /,/ !,= 9 presat cu maşina 0// /,!0 +,/ 0> Plăci din paie +=/ /,!0 +,/= !+/ /,/= /,>= 0 1alt 1altele ele din din deş deşeu euri ri textile simetrice, tip !// /,/0= /,<0 vată de tapiţerie ?I U!pluturi ter!oiola#te Capa$itate $alori$% !asi$% $ :9F GH)JK =/ [gură de cazan !/// /,-= 0,! termocentrală =- Uranulit // /,0 =,!< =// /,+= +,<= -// /,!> !,>! =0 Perlit +// /,/>> !,/!// /,/>/,// -,0> +=,0= bazalt => Uresie şi cuarţite +0// +,/!<, = Pietre calcaroase +/// !,! !+,0+ !/ -,! +-,>
+,> <,! 0,>,= <,! -,0 +,> -,= -,/ !,!,0 !,0 !,!,!
-,+, -,0 -,! +,< -,/ -,/ +,! !,< !,< /, 9 9
9 =,< !<,/ !/, >,= 0,-/,0
forma regulată, cu densitate aparentă a pietrei de# 9 +>// 6g4m9 +/// 6g4 m!/ !,!!+,!, 9 !+// 6g4 m !+/ /,=! ,=0 0, + [idăr [idărie ie din din piet pietre re de formă neregulată, cu densitatea aparentă a pietrei de# 9 +>// 6g4 m+0+/ +,== +/,-/ !=,= 9 +/// 6g4 m !// !,/ !!,=< >,< 9 !+// 6g4 m !->/ /,/ <,0+ =,?lII ?lII Bi%r Bi%rie ie i# i# $%r% $%r%!i !ii i++ 2lo$ 2lo$ur urii !i$i !i$i 0i pro prous usee i# i# 2eto# 2eto# $elul $elular ar auto$la,iat Capa$itate $alori$% !asi$% $ :3F GH)JK - [idă [idări riee din din căr cărămi ămizi zi !>// /.>/ .=! . ! pline 0 [idăr [idărie ie din din căr cărămi ămizi zi cu cu găuri verticale, tip U8P, cu densitatea aparentă a cărămizilor 9 !<= 6g4m!,= =,9 !0<= 6g4m!==/ /,,+ =,/ 9 !-+= 6g4m !0=/ /,0 <,0 0,< 9 !+// 6g4m!-=/ /,=> <,/+ 0,= 9 !/<= 6g4m !+=/ /,== ,=< 0,9 =/ 6g4m!!=/ /,0 =,<< 0,! = [idăr [idărie ie din din căr cărămi ămizi zi de diatomit, cu densitatea !+// /,=+ ,+ -,0 aparentă a cărămizilor de !/// 6g4m [idăr [idărie ie din din bloc blocur urii mici mici pline din beton cu agregate uşoare, cu densitatea aparentă a blocurilor de# 9 +/// 6g4m!>/ !,! !+,/+ !/, 9 !>// 6g4m!>// /,!/,+ >,= 9 !// 6g4m !+/ /,<= >,<+ <,! 9 !0// 6g4m!00/ /,! <,00,< 9 !+// 6g4m !+/ /,=/ ,+ 0,9 !/// 6g4m!/>/ /,0+ =,-0 -, < [idăr [idărie ie din din bloc blocur urii de de ZA# 9 cu rosturi subţiri 9 tip UZR -= <= /,+< -,-> -,> 9 tip UZR =/ <<= /,-/ -,>+ 0,9 cu rosturi obişnuite 9 tip UZR -= <+= /,-/ -,+= /,-0 0,+/ 0,0 > :*şii *şii arma armate te din din ZA ZA 9 tip UZR -= += /,+= -,!-,< 9 tip UZR =/ <+= /,+> -,=< 0,+ ?IV Metale
Capa$itate $alori$% !asi$% $ 9:F GH)JK Iţel de construcţii <>=/ => // /,-> !// /,-9 cu suport textil !// /,+ !0// /.+< P*nza bi bitumat mată, // /.!< carton bitumat etc.
!+=, !!!,< !0/,> /.-/ /.! /.0/ /,-
-/./ -./ -./ -/./
>,0 <,0 <,// =,>-
0+= 0+= 0+= 0+=
-,+>
"
" 8aloarea este conform 1;A1 1;A1 0<+409> IZ1H@8ACC#
!. onductivităţi onductivităţile le termice de calcul din anexă sunt date la condiţiile unui regim normal normal de umiditate a materialelor în timpul exploatării, conform prevederilor din 1;A 1 ;A1 1 0<+409>. +. Alte materiale dec*t cele din anexă pot fi utilizate în elemente de construcţie numai cu avizul unui institut de specialitate. -. Pentru Pentru materi materiale alele le care care nu sunt sunt cupri cuprinse nse în anexă, anexă, conduc conductiv tivita itatea tea termic termicăă se poat poatee dete determ rmin inaa experimental, conform 1;A1 =!+9> (pentru materialul în stare uscată", conductivitatea fiind raportată la temperatura temperatura medie de /. onductivităţile onductivităţile termice de calcul k se obţin prin ma%oritatea valorilor valorilor determinate experimental k/, după după cum urmează# 9 betoane uşoare av*nd# k/ /,! W4m7 /? k/ 3/ 3/.! W4m7 +/? !/? - produse din vată minerală produse din lemn +/? +/? - produse fibroase de natură organică +/? - masă ceramică +/? - polimeri şi spume din polimeri 9 cu pori înc'işi !/? 9 cu pori desc'işi +/? 0 &ensitatea aparentă dată în anexă se referă la materialele în stare uscată p*nă la masă constantă. =. Pentru materiale cuprinse în anexă, dar av*nd alte densităţi aparente, conductivitatea termică de calcul se poate determine prin interpolare. . Pentru materiale sub sub formă de vopsele, pelicule sau folii, valorile !47& se dau în 1;A 1 ;A1 1 0<+409>
ANE?A 6 PRESIUNEA DE SATURA@IE A VAPORILOR 4UNC@IE DE TEMPERATUR
ANE?A 3
DIA
ANE?A :
RATA RATA VENTILĂRII # G( 51K
ategoria clădirii lădiri individuale (case unifamiliale, cuplate sau înşiruite, etc." &ublă lădiri cu mai expunere multe apartamente, cămine, internate, ş.a. 1implă expunere
lasa de adăpostire neadăpostite moderat adăpostite adăpostite neadăpostite moderat adăpostite adăpostite neadăpostite moderat adăpostite adăpostite
lasa de permeabilitate ridicată medie scăzută !, = /,> /,= !,!
/,
/,=
/, < !, +
/,= /,<
/,= /,=
/,
/,
/,=
/, !, /
/,= /,
/,= /,=
/,<
/,=
/,=
/, =
/,=
/,=
ANE?A VALORILE COE4ICIEN@ILOR DE CONTROL a+2+$++e PENTRU CLĂDIRI DE CATE
[ona a b c d e climatică Om+74W Om+74W Om+74W Om74W Om+74W C !,-/ +,-/ !,=/ !,-/ /,- 1pitale, creşe CC !,0/ +,=/ !,/ !,-/ /,- şi policlinici CCC !,=/ +,/ +,!/ /,/ !,-/ /,-/ Zirouri, clădiri comerciale şi CC /,/ +,-/ !,// !,-/ /,-/ 'oteliere CCC !,// +,=/ !,!/ !,-/ /,-/ Alte clădiri C /,= !,>/ /,/ !,-/ /,+= (industriale cu CC /,
VALORILE COE4ICIEN@ILOR DE CONTROL a+2+$++e PENTRU CLĂDIRI DE CATE/ +,+= !,// !,0/ /,- sport CC C /,>= +,0= !,!/ !,0/ /,0Zirouri, C /,<= +,// /,/ !,0/ /,-/ clădiri CC /,>/ +,+= !,// !,0/ /,-/ comerciale şi CC C /,>= +,0= !,!/ !,0/ /,-/ 'oteliere Alte clădiri C /,== !,0/ /,>= !,0/ /,+= (industriale CC /,/ !,=/ /,/ !,0/ /,+= cu regim normal de CC C /,= !,/ /,= !,0/ /,+= exploatare"
Acustica construcţiilor Noţiuni fundamentale 1. Problematica acusticii construcţiilor Acustica construcţiilor, ca parte a fizicii construcţiilor, are ca obiect studiul propagării şi recepţionării. energiei acustice, respectiv a sunetului, în clădiri şi spaţii urbane. unetul este for!a sub care organis!ul u!an percepe orice perturbaţie produsă într-un !ediu elastic. "işcarea oscilatorie a particulelor !ediului prin care se !anifestă ase!enea perturbaţie e#cită organul auditiv prin inter!ediul ti!panului şi este trans!isă centrului nervos aferent. $rin ur!are, în noţiunea de sunet poate fi inclusă orice vibraţie capabilă să i!presioneze urec%ea u!ană. &n ce priveşte i!pactul acestor vibraţii asupra vieţii şi activităţii ac tivităţii oa!enilor se disting - zgo!ot zgo!ote, e, co!ponen co!ponentă tă agresiv agresivă, ă, generato generatoare are de stres a !ediu !ediului lui interi interior or sau e#terio e#terior, r, a cărei acţiune trebuie di!inuată de clădire( - sunete sunete,, cu efecte efecte poziti pozitive ve în viaţa şi activit activitate ateaa oa!eni oa!enilor lor,, pentru pentru care trebui trebuiee asigu asigurat ratee condiţiile unei c)t !ai bune audiţii. *orespunzător, *orespunzător, apar cele două proble!e ale acusticii construcţiilor construcţiilor - protec protecţia ţia acustic acusticăă a clădir clădirilo ilorr care ur!ăreşt ur!ăreştee di!inu di!inuare areaa la li!ite li!ite ad!isib ad!isibile ile a nivel nivelulu uluii de zgo!ot prin !ăsuri urbanistice sau de izolare fonică( - proiectarea proiectarea acustică acustică a sălilo sălilorr de audiţi audiţie, e, care are are în vedere vedere punerea punerea în valoare valoare a sunetel sunetelor or şi difuzarea lor pentru obţinerea unei audiţii corespunzătoare destinaţiei. destinaţiei. $rocesul de industrializare şi de urbanizare care a deter!inat creşterea traficului, apariţia unui nu!ăr înse!nat de instalaţii şi aparate generatoare de zgo!ot, a condus la instaurarea, în
special în localităţile urbane, a unei a!bianţe zgo!otoase per!anente şi generale, cu efecte dăunătoar dăunătoaree asupra asupra sănătăţii sănătăţii şi randa!ent randa!entului ului !uncii. Această Această creştere creştere a nivelulu niveluluii de zgo!ot zgo!ot constituie una din proble!ele !a+ore ale lu!ii conte!porane, în !a+oritatea ţărilor avansate e#ist)nd prevederi nor!ative riguroase privind protecţia la acţiunea dăunătoare a zgo!otelor. zgo!otelor. Adoptarea prin proiectare a unor !ăsuri de co!batere a zgo!otului reprezintă calea cea !ai +udicioasă de rezolvare a acetet proble!e, cu efecte practice !a#i!e şi efort !ini!. ncercarea de aplicare a unor astfel de !asuri după realizarea construcţiilor prin a!ena+ări ulterioare, locale, este !ult !ai costisitoare, iar eficienţa acustică redusă. &n ce priveşte proble!ele legate de sălile de .audiţie, acestea trebuie luate în considerare obligatoriu din faza de proiectare, rezolvarea lor ulterioara fiind în unele situaţii foarte dificilă dacă nu c%iar i!posibila, întruc)t în realizarea unei bune audiţii intervin di!ensiunile, for!a în plan şi în spaţiu, spaţiu, poziţia scenei şi a balconului balconului etc. $rincipalele surse de zgo!ot care pot afecta funcţionalitatea clădirilor sunt - zgo!ote zgo!ote din din e#terior e#terior generat generatee de trafic, trafic, instalaţ instalaţii ii indust industriale riale,, şantiere şantiere de constr construcţi ucţiii etc.( - zgo!ote zgo!ote interio interioare are proven provenite ite din din e#ploatar e#ploatarea ea curenta curenta a clădiri clădirilor lor,, respecti respectivv a unor unor spatii spatii te%nice sau co!erciale a!plasate în subsolul sau parterul acestora centrale ter!ice, posturi trafo, trafo, instalaţii de %idrofor, %idrofor, instalaţii frigorifice frigorifice sau de condiţionare condiţionare a aerului etc./. etc./.
2. Zgomotul şi confortul acustic 2.1. Caracteristici fizice ale câmpului acustic 0#istenţa unui c)!p acustic i!plică funcţionarea unei surse de putere acustică( prez prezen enţţa un unui !ed !ediu iu de prop ropagar agaree a undelo elor acu acusstice tice..
ursă de putere acustică poate fi orice siste! fizic care se află în stare de oscilaţie sau conţine subansa!ble oscilante şi este capabil să radieze energie acustică în !ediul încon+urător. 0#istă surse naturale cu! sunt coardele vocale, zgo!otul produs de v)nt etc. sau artificiale. ursele artificiale pot fi create special în scopul e!iterii unor sunete în !ediul încon+urător sirene, instru!ente !uzicale etc./ sau e!iterea sunetelor poate constitui un proces secundar rezultat din e#ercitarea funcţiunii de bază a unui anu!it siste! !otoare, eşapa!ente, instalaţii etc./. ursa sonoră e!ite energie acustică în spaţiu sub for!ă de unde, ale căror caracteristici depind de puterea sursei şi de !ediul de propagare. $uterea sursei $ reprezintă cantitatea de energie transportată de undă, în unitatea de ti!p e#pri!ată în aţi. "ediul de propagare poate fi fluid sau solid, o!ogen sau neo!ogen, li!itat sau neli!itat. 2acă undele acustice se propagă prin aer ave! de a face cu zgo!ote aeriene, iar dacă !ediul de propagare este solid sau lic%id, este vorba de zgo!ote structurale. &n e#ploa e#ploatar tarea ea clădir clădirilo ilorr !ai apare apare şi sunet sunetul ul produ produss prin prin lovir lovirea ea unui unui ele!en ele!entt de construcţie, av)nd for!ă de zgo!ot de i!pact şi care iradiază în începere sub for!ă de zgo!ot aerian. $entru caracterizarea undelor acustice este necesară cunoaşterea ur!ătoarelor !ări!i viteza de propagare, c, lungi!ea de undă 3 , frecvenţa de oscilaţie, f şi densitatea de energie 0. a iteza de propagare a sunetelor depinde de caracteristicile inerţiale şi elastice ale !ediu !ediului lui,, de te!per te!peratu atura ra şi u!idit u!iditate ateaa acestui acestuiaa în aer, aer, la te!per te!peratu atura ra de 456* 456* şi u!iditatea relativă de 789, viteza de propagare a undelor sonore longitudinale este de :;5 !
λ = c ⋅; =
c f
>! >!? 1/ în care @ reprezintă perioada oscilaţiei în secunde( f, frecvenţa oscilaţiei în z. c Buncţi Buncţiee de frecve frecvenţ nţă, ă, unde undele le acus acustic ticee pot pot fi fi - unde sonore cu frecvenţe cuprinse în do!eniul audibil, între 45 şi 45555 oscilaţii pe secundă z/( - unde infrasonore care nu !ai influenţează organul auditiv, dar care sunt percepute de corpul o!enesc ca vibraţii !ecanice( - unde ultrasonore, care se întind pe un do!eniu larg de frecvenţe, superioare frecvenţei sunetelor. $roducerea unei perturbaţii i!plică o cedare de energie de la sursă la !ediu, iar această energie se propagă în !ediu odată cu unda. d 2ens 2ensit itat atea ea de ener energi giee 0, 0, în în C
p+
ρ/ ⋅ c +
>C!:? 4/ în care D5 este densitatea !ediului. e $entru $entru caracterizar caracterizarea ea unui c)!p c)!p acustic acustic neli!it neli!itat at în e#terio e#teriorul rul clădiri clădirilor/ lor/ se se defineşte defineşte şi
noţiunea de intensitate acustică, !ări!e ce reprezintă cantitatea de energie transportată de undă în unitatea de ti!p puterea sursei $/ prin unitatea de suprafaţă. &ntensitatea este o !ări!e vectorială, e#pri!ată prin relaţia C=
P ⋅ r 1
>E
:/
r
în care este vectorul de poziţie al punctului considerat( $, puterea sursei acustice, în E. &ntre intensitatea şi densitatea de energie acustică e#istă relaţia C
= H ⋅c
;/
c
în care este viteza de propagare a sunetului. &n cazul unui c)!p acustic li!itat, cu! este o încăpere dintr-o clădire, nu poate fi utilizată noţiunea de intensitate acustică deoarece peste unda incidentă se suprapun nu!eroase undee reflectate und reflectate de suprafeţel suprafeţelee adiacente. adiacente. n această această situaţie, situaţie, pentru pentru caracterizar caracterizarea ea c)!pului c)!pului acustic este suficientă noţiunea de densitate de energie.
2.2. !unetul ca fenomen fiziologic enzaţia auditivă apare ca ur!are a e#citării aparatului nervos auditiv de către undele elastice care, fie prin inter!ediul urec%ii, fie prin conducţie osoasă, a+ung în contact cu siste!ul receptor. &ntensitatea senzaţiei este deter!inată de caracteristicile fizice ale c)!pului sonor, analizate anterior dar şi de particularităţile particularităţile fiziologice ale organului organului auditiv. 2in punct de vedere fiziologic sau subiectiv un sunet este caracterizat în suficientă !ăsu !ă sură ră prin prin "n#lţime, t#rie şi timbru. ub aspect obiectiv, fizic, acestor caracteristici le corespund, respectiv, respectiv, frecvenţa, intensitatea şi co!ponenta c o!ponenta spectrală. a. &n funcţie de "n#lţime, un sunet este perceput de urec%e ca fiind !ai ascuţit sau !ai grav. Un sunet ascuţit sau înalt este deter!inat de vibraţii cu frecvenţă !are sau înaltă, pe c)nd unui sunet grav îi corespund frecvenţe +oase. Av)nd Av )nd în vedere vedere vastit vastitate ateaa do! do!eni eniulu uluii frecve frecvenţ nţelo elorr audib audibile ile,, acesta acesta se î!part î!partee în intervale dispuse după o scară e#ponenţială, un interval în care frecvenţa sunetului s-a dublat, reprezent)nd o octavă. b. $#ria sunetului este caracteristica funcţie de care un sunet este perceput de urec%e ca fiind !ai slab sau !ai puternic şi este legată direct de intensitatea acustic#. &ntensitatea celui !ai slab sunet perceput de urec%ea unui o! nor!al din punct de vedere otologic este & 5 F 15-14 E
e observă că do!eniul de intensitate al sunetelor audibile este !ult prea vast 15 14E
C C/
>d >dH? 8/ în care &5 reprezintă intensitatea de referinţă, care se consideră egală cu intensitatea la pragul de audibilitate al unui sunet de frecvenţă egală cu 1555 z, respectiv & F 15 -14 E
poate defini şi nivelul nivelul densităţii densităţii de energie, G
RH = !/ log
H H/
>dH?
7/
ntre intensitatea sunetului caracteristică fizică/ şi tărie caracteristică fiziologică/ e#istă o relaţie co!ple#ă, tăria sunetului depinz)nd şi de frecvenţă. Astfel, urec%ea este !ult !ai puţin sensibilă la frecvenţele +oase faţă de cele înalte, do!eniul de !a#i!ă sensibilitate fiind cuprins între 4555 şi 8555 z. 2e ase!enea, intensitatea de prag fiind diferită funcţie de frecvenţă, confor! confor! legii legii Eeber-B eber-Bec%ner ec%ner,, sunete sunete de frecvenţe frecvenţe diferite, diferite, cu acelaşi acelaşi nivel nivel de intensit intensitate, ate, provoacă senzaţii acustice acustice diferite, adică sunt percepute percepute ca fiind !ai tari sau !ai slabe, după după cu! intensitatea de prag este !ai scăzută sau !ai ridicată. Acest aspect se reflectă în noţiunea de nivel de tărie, !ăsurat în foni $%/. $entru frecvenţa de 1555 z nivelul de tărie al unui sunet ar!onic pur/ e#pri!at în foni este egal nu!eric cu nivelul de intensitate e#pri!at în dH.
*orespondenţa între nivelurile de tărie e#pri!ate în foni şi nivelurile de intensitate e#pri!ate în dH se obţine cu a+utorul curbelor de egal nivel de tărie, curbele Bletc%er-"unaon.
c. Un sunet poate fi efectul unei vibraţii si!ple sau sinusoidale şi în acest caz poartă nu!ele de sunet pur, sau
2.%. Confortul acustic 0fectele defavorabile ale zgo!otului asupra sănătăţii oa!enilor sunt cunoscute, studiul acestor acestoraa preocu preocup)n p)ndd nu! nu!ero eroase ase orga organis nis!e !e specia specializ lizate ate,, inclu inclusiv siv Irgan Irganiza izaţia ţia "ondi "ondială ală a ănătăţii. Acţiu Acţiunea nea dăunăt dăunătoar oaree a zgo!o zgo!otul tului ui este. este. cu at)t at)t !ai pronu pronunţa nţată tă cu c)t nivel nivelul ul de intensitate sonoră şi durata de acţiune sunt !ai !ari. Astfel - zgo!otele cuprinse între :5 şi 78 dH au nu!ai un efect psi%ic !anifestat prin oboseală, inso!nie inso!nie,, scăderea scăderea randa!ent randa!entului ului intelectual. intelectual. Acest efect apare atunci c)nd se doreşte doreşte în !od special o at!osferă de linişte so!n, odi%nă !editativă, activitate intelectuală/ şi c)nd apare o aversiune condiţionată î!potriva sursei de zgo!ot( - zgo!otele cu nivel de intensitate cuprins între 78 şi J5 dH, pe l)ngă efectele de ordin psi%ic !enţionate pot să producă şi afecţiuni ale siste!ului nervos, î!bolnăviri ale ini!ii şi aparatului circulator, ale sto!acului şi bilei( - zgo!otele cu nivel de intensitate cuprins între J5 şi 145 dH produc tulburări de auz, cu trau!atis! trau!atis!ee în special la urec%ea urec%ea internă, internă, însoţite însoţite de surditat surditatee te!porară te!porară sau per!anent per!anentă. ă. n
cazul cazul frecve frecvenţe nţelor lor înalte înalte pot pot să apară apară şi scăder scăderii te!po te!porar raree ale capaci capacităţ tăţii ii intele intelectu ctuale ale,, iar surditatea te!porară se poate instaura încep)nd de la un nivel de zgo!ot de 8 foni. =a zgo!ote cu nivelul de intensitate !ai !are de 145 dH, leziunile organului auditiv cu surditate pronunţată apar după un ti!p destul de scurt. 0ste cazul personalului care lucrează în aeroporturi, la bancurile de probă pentru !otoare de avion, în cazangerii, în industria !etalurgică !etalurgică sau te#tilă. *onceptul de confort acustic i!plică asigurarea în interiorul clădirilor a unui nivel de intensit intensitate ate sonoră sonoră favorabi favorabill desfăşur desfăşurării ării activităţi activităţiii căreia căreia acestea acestea îi sunt sunt destinate destinate inclusi inclusivv odi%na/ cu randa!ent !a#i!. *riteriul de perfor!anţă privind privind asigurarea confortului acustic este nivel nivelul ul de tărie tărie al zgo!ot zgo!otulu uluii interi interior or datora datoratt unor unor surse surse de zgo!ot zgo!ot e#teri e#terioar oaree unită unităţi ţiii funcţionale. Acest nivel trebuie să fie !ai !ic sau cel !ult egal cu nivelul de tărie ad!isibil e#pri!at global, în dH A,H sau */, unităţi de !ăsură ale nivelului acustic ponderat, obţinut prin corectarea nivelului obiectiv de presiune acustică cu un factor de ponderare ce ţine sea!ă de !odul de percepere al urec%ii u!ane, funcţie de frecvenţă/. &nsă în adoptarea unor !ăsuri eficie eficiente nte de co!bat co!batere ere a zgo!ot zgo!otul ului ui fiind fiind necesa necesară ră cunoaş cunoaşter terea ea co!poz co!poziţi iţiei ei acestui acestuia, a, în !a+oritatea prescripţiilor naţionale, condiţiile ad!isibile se e#pri!ă printr-o anu!ită curbă de egal nivel de tărie, nu!ite curbe de zgo!ot, indicate prin si!bolul * z.
$rescripţi $rescripţiile ile te%nice din ţara noastră, referitoar referitoaree la protecţia protecţia î!potriv î!potrivaa zgo!otul zgo!otului, ui, stabilesc li!itele ad!isibile ale nivelului de zgo!ot ec%ivalent interior în unităţile funcţionale din clădiri, datorat unor surse interioare. Kalorile sunt e#pri!ate în nu!ărul de ordine al curbei *z şi în dHA/. $entru a aprecia dacă este îndeplinit criteriul de confort acustic se reprezintă nivelul de intensitate al zgo!otului care se poate înregistra în unitatea funcţională stabilit pe bază de calcule sau !ăsurători şi curba * z caracteristică destinaţiei clădirii. *urba * z efectivă trebuie să se situeze sub curba * z standard pentru orice valoare a frecvenţei. Astfel z
≤ z adm L/
este condiţia funda!entală de asigurare a confortului confortului acustic într-o unitate funcţională. 2estinaţie *a!ere de zi, bucătării 2or!itoare
Givel de zgo!ot ad!isibil M ;8 dHA M:8dHA
Givel de zgo!ot e#terior e#terior
ziua
M88dHA M ;8 dHA
Ibservaţie &n accepţiunea nor!elor din ţara noastră, prin unităţi funcţionale se înţeleg încăperi sau grupuri de încăperi care necesită o li!itare a nivelului de zgo!ot produs sau declanşat din afara lor, de surse ce nu pot fi înlăturate sau regle!entate de cel care foloseşte unitatea.
%. Propagarea zgomotului "n mediu desc&is %.1. Zgomotul urban Ngo!otul urban este un factor poluant care afectează în special viaţa locuitorilor din !arile oraşe, sursa principală fiind traficul rutier, feroviar şi aerian/. Recunoaşterea zgo!otului ca un factor de inconfort !a+or datează încă din antic%itate, !ărturie în acest sens fiind !ăsura luată de &ulius *ezar care a interzis circulaţia carelor în ti!pul nopţii, pentru a asigura liniştea şi odi%na cetăţenilor Ro!ei. 2e ase!enea c%open%auer a scris despre Oruşinosul şi infernalul zgo!otO datorat agitaţiei pe străzile oraşelor ger!ane. Astăzi nivelul de zgo!ot urban în !arile oraşe este de două ori !ai !are dec)t în ur!ă cu :5 de ani şi continuă să crească. @rafi @raficul cul inten intenss de autotu autoturis ris!e, !e, autob autobuze uze,, autoca! autoca!ioa ioane ne şi tra!va tra!vaie, ie, aprop apropier ierea ea de aeroporturi, zgo!otul unor instalaţii de condiţionare a aerului sau a unor agregate frigorifice, funcţ funcţio ionar narea ea co!pre co!preso soare arelor lor necesa necesare re per!an per!anent entelo elorr lucrăr lucrării edilit edilitare are,, consti constitu tuie ie cele cele !ai i!portante surse de zgo!ot. Ngo!otul produs de ve%icule şi radiocasetofoane Pa depăşit li!itele oraşului, pătrunz)nd în locuri considerate, p)nă nu de!ult, refugii în natură. 0vident că sursa cea !ai i!portantă de zgo!ot este circulaţia rutieră, cercetări efectuate în diverse ţări conduc)nd la concluzia că 779 din zgo!otul urban se datorează ve%iculelor şi nu!ai J, 9 industriei. $entru aprecierea aportului diferitelor surse de zgo!ot în stabilirea nivelului de zgo!ot urban pot fi luate în considerare ur!ătoarele valori - foşnetul frunzelor frunzelor Q 45 dH( - aparat de condiţionare a aerului !ontat !ontat în fereastră Q 88 dH( - conversaţia !ai !ultor !ultor persoane Q 75 dH ( - descărcarea !ărfurilor în zonele zonele co!erciale Q 755 dH( - orc%estrele grădinilor-rest grădinilor-restaurant aurant la distanţa de L !, Q J5 dH( - cine!atograf în aer liber liber Q J5 dH( - traficul urban greu greu Q J5 dH( - turboreactor la 455-:55 455-:55 ! altitudine Q 118 dH( - pragul durerii durerii fizice a urec%ii - 145 dH( - zgo!otul produs produs de rac%eta aturn K la ra!pa de lansare - 15 dH. Geplăcute nu at)t prin nivelul lor cît prin caracterul lor de i!puls sînt zgo!otele provenite din din +ocul copiilor, copiilor, cu valori valori de 5-8 dH. *unoaş *unoaşter terea ea valori valorilo lorr probab probabile ile ale nivel nivelulu uluii de zgo!ot zgo!ot urban urban în diferi diferite te zone zone ale oraşului este necesară pentru adoptarea unor !ăsuri de protecţie adecvate, în vederea asigurării în unităţile funcţionale a unui nivel de zgo!ot inferior valorilor ad!isibile. 2esigur, este de dorit ca valorile *z ad! ad! să se realizeze cu ferestrele desc%ise, iar pe arterele de circulaţie să e#iste o
a!bianţă acustică acceptabilă, cît !ai puţin poluantă. $entru realizarea acestor deziderate este necesar ca nivelul de zgo!ot ec%ivalent, = ec%iv, la : ! de clădire şi înălţi!ea de 1,: ! să nu depăşească valorile din tabelul ur!ător =i!itele ad!isibile ale nivelului de *urba *z zgo!ot e#terior clădirii >dHA/? Nona de locuit 85 ;8 None de recreare şi odi%nă ;8 ;5 2otări prote+ate ;8 ;5 *entru de cartier 88 85 *entru orăşenesc 75 88 =ec%iv reprezintă nivelul de zgo!ot ec%ivalent într-un anu!it punct A dintr-o zonă urbană în care, într-o perioadă caracteristică se înregistrează se!nale acustice provenind de la n acţiuni diferite, şi se calculează cu relaţia Nona urbană prote+ată
X ec'
=
! n lg ∑ ti ⋅ !/ ; i =! /,-
/,- A ⋅X i
>dH? / în care S este coeficientul de influenţă caracteristic diferitelor tipuri de zgo!ot S F ; în cazul zgo!otului de trafic( S F : pentru zgo!ote provenite din interiorul unor incinte care li!itează întreprinderi industriale, industriale, şcoli, spaţii co!erciale etc./( @, perioada de ti!p caracteristică, în s ( ti, durata de ti!p corespunzătoare acţiunii i, în s( X Ai
=, nivelul de zgo!ot caracteristic acţiunii i în punctul considerat. $entru calcule orientative, nivelul de zgo!ote ec%ivalent provenite din trafic poate fi calculat cu relaţia =ec%iv F :; T 15 lg n 1 T n4/ >dH? J/ în care n1 este nu!ărul ve%iculelor uşoare în perioada de ti!p caracteristică, considerată( n4, nu!ărul ve%iculelor grele care trec pe artera a rtera de circulaţie în aceeaşi perioadă. Givelul de zgo!ot caracteristic, = ., din relaţia / este influenţat de refle#iile repetate ale undelor acustice pe suprafeţele cu care vin în contact, fapt pentru care se calculează diferit în cazul străzilor cu front construit pe o singură parte sau pe a!bele părţi. 2e ase!enea, valoarea nivelului de zgo!ot caracteristic este variabilă pe verticală, fiind !ini!ă la partea superioară a clădirii.
%.2. 'actorii care influenţeaz# ni(elul zgomotului urban n afară de puterea şi durata de acţiune a sursei sonore, din refle#iile succesive sunt auzite ca fiind separate nu!ai atunci c)nd ecoul soseşte cu o înt)rziere !ai !are de 1<18 s.
c !=
2eci pentru a fi perceput ecoul, dru!ul undei reflectate trebuie să fie cu cel puţin , respectiv cu 4: ! !ai lung dec)t dru!ul undei directe. *apacitatea *apacitatea de absorbţie absorbţie a sunetelo sunetelorr prin suprafaţa suprafaţa pereţilor pereţilor,, plafonul plafonului, ui, pardoseli pardoseliii depinde de coeficientul de absorbţie al sunetului , respectiv de coeficientul de refle#ie V, pentru fiecare !aterial în parte. *oeficientul de absorbţie al sunetului reprezintă raportul între energia absorbită de !aterial şi energia incidentă în c)!p acustic difuz şi se e#pri!ă printr-un nu!ăr subunitar, confor! relaţiei
α i = Ca Ci
în care( &a este intensitatea de energie sonoră absorbită de !aterial, în E
= ∑ αi ⋅ 1i
4
15/
e defineşte ca suprafaţă totală de absorbţie a încăperii, în ! 4 . Reverberaţ Reverberaţia ia este feno!enu feno!enull de prelungir prelungiree a duratei duratei sunetulu sunetuluii într-o într-o încăpere după încetarea acţiunii sursei. 2urata de reverberaţie @, e#pri!ată în secunde, este durata în care energia sonoră dintr-o dintr-o încăpere se reduce la a !ilioana parte din valoarea, după încetarea acţiunii sursei, respectiv cu 75 dH. 2urata de reverberaţie depinde de volu!ul încăperii şi absorbţia acesteia. .2. ariaţia ariaţia intensit#ţii energiei energ iei sonore "ntr*o "nc#pere
&n interiorul unei încăperi, energia e!isă de o sursă sonoră contribuie parţial la creşterea densităţii de energie sonoră în încăpere, iar parţial este absorbită de suprafeţele deli!itatoare, bilanţul energetic energetic e#pri!)ndu-se e#pri!)ndu-se sub for!a P ⋅ ∆t
= 8 ⋅ ∆ H + Pa ⋅ ∆t 11/
Win)nd sea!a de valoarea $a Pa
A ⋅ c 0
= H⋅
14/
şi de faptul că feno!enul se desfăşoară continuu, relaţia 11/ devine 8⋅
d H A ⋅ c + ⋅H dt 0
=P 1:/
cu condiţia iniţială dH dt
= t =/
P 8
1;/
oluţia acestei ecuaţii diferenţiale neo!ogene de ordinul & este − ⋅ t 0P ! − e 0 8 H(t " = A ⋅ c A ⋅c
18/ şi e#pri!ă variaţia densităţii de energie în funcţie de puterea sursei, de ele!entele geo!etrice şi de absorbţie ale încăperii. &n relaţiile 1118/ au fost utilizate ur!ătoarele notaţii
∆H
- creşterea de densitate de energie sonoră în încăperea de volu! K, în C
- densitatea de energie sonoră din încăpere, în C
H⋅c 0
17/
se obţine e#presia variaţiei intensităţii sonore într-o încăpere − ⋅ t P C = ! − e 0 8 A A ⋅c
a cărei reprezentare grafică apare în figură.
1L/
Analiz)nd relaţia 1L/ şi reprezentarea ei grafică apar : situaţii distincte &- &!ediat după ce sursa începe să e!ită se observă o creştere a intensităţii de energie sonoră după o curbă e#ponenţială, &&- 2upă un anu!it interval de ti!p, a cărei !ări!e depinde de capacitatea de absorbţie a suprafeţelor deli!itatoare, deli!itatoare, intensitatea sonoră se !enţine constantă la valoarea Cs
=
P A
1/
fiind independentă de ti!p şi volu!ul încăperii. &&&- 2upă ce sursa încetează $ F 5/, ecuaţia 11/ devine 8 ⋅ dH
= −Pa ⋅ ∆t 1J/
analog cu( 8⋅
dH dt
=−
H ⋅c ⋅ A 0
45/
$rin integrarea ecuaţiei 45/ se obţine A ⋅c
0 ⋅ P − 0 8 ⋅t ⋅e H@ = A ⋅
41/
respectiv A ⋅c
P − ⋅t C@ = ⋅ e 0 8 A
= C- ⋅ e
A ⋅c ⋅t 08
−
44/ Rezultă că după încetarea sursei intensitatea acustică descreşte e#ponenţial, av)nd loc o prelungire a sunetului în încăpere, ceea ce reflectă feno!enul de reverberaţie definit anterior. 2acă se ia în considerare faptul că durata de reverberaţie corespunde intervalului în care intensitatea sonoră descreşte cu 75 dH după încetarea sursei, se obţine e#presia duratei de reverberaţie, @r C@ C1
=e
− A ⋅c ⋅ t 08
= !/− 4:/
8 A
⇒ ;@ = /,!!
>s? 4;/ Relaţia >4;? este cunoscuta sub denu!irea de for!ula lui abine şi per!ite calculul duratei de reverberaţie în ipoteza că absorbţia se produce în !od continuu. &n ipoteza absorbţiei energiei în !od discontinuu, ori de c)te ori undele sonore ating suprafeţele deli!itatoare ale încăperii, este valabilă e#presia duratei de reverberaţie stabilită de 0Xring ;
=
/,!!⋅ 8 − 1 ⋅ ln( ln( ! − α"
48/ în care
α = ∑ αi ⋅ 1i 1
47/
reprezintă coeficientul de absorbţie acustică !ediu. nsă nici relaţia lui 0Xring nu dă rezultate confor!e cu realitatea în toate situaţiile concrete. concrete. Astfel, Astfel, dacă !aterialul !aterialul absorbant absorbant este dispus dispus neunifor neunifor! ! pe suprafeţe suprafeţele le încăperii încăperii,, considerarea unui coeficient de absorbţie !ediu introduce anu!ite erori. n ase!enea situaţii, cu! ar fi cazul unei încăperi la care nu!ai tavanul este tratat fonoabsorbant, se utilizează for!ula lui Hilington care ţine sea!ă de coeficientul de absorbţie al fiecărei suprafeţe ;r =
/,!!⋅ 8 ln( ! − α i " ∑ 1i ⋅ ln(
4L/ Gea+unsul acestei relaţii constă constă în faptul că dacă nu!ai o !ică porţiune porţiune din suprafaţa suprafaţa unei încăperi are coeficientul de absorbţie egal cu unu, durata de reverberaţie devine egală cu zero. &n baza acestei relaţii, o fereastră desc%isă într-o încăpere, face ca durata de reverberaţie să devină egală cu zero, ceea ce nu corespunde realităţii. *ele trei relaţii de stabilire a duratei de reverberaţie, fiecare cu particularităţile sale de apli aplicar care, e, dau dau rezu rezult ltat atee pract practic icee sati satisf sfăc ăcăt ătoa oare re în !ă !ăsu sura ra în care care sînt sînt cuno cunosc scut utee valo valori rile le coeficienţ coeficienţilor ilor de absorbţi absorbţiee pentru pentru diferite diferite !ateriale de finisa+. finisa+. &n general, general, erorile erorile apar datorită i!posibilităţii de încadrare a situaţiei reale în for!ulele !enţionate sau din neconcordanţa între valorile coeficientului de absorbţie pentru !ateriale, stabilite de diferite laboratoare. =a clădiri în e#ploatare, durata de reverberaţie poate fi stabilită pe cale e#peri!entală în ipoteza ipoteza încăperii încăperii goale, ocupate ocupate parţial parţial sau în întregi!e întregi!e.. paţiul paţiul este saturat cu energie energie sonoră produsă de un pistol cu gloanţe oarbe sau de o sursă de zgo!ot etalon. =anţul electroacustic folosit pentru producerea şi !ăsurarea căderii nivelului de zgo!ot odată cu încetarea sursei este prezentat în figura figura ur!ătoare.
.%. +ateriale şi structuri fonoabsorbante &ntr-un spaţiu înc%is o parte din energia sonoră e!isă de o sursă venind în contact cu suprafeţele deli!itatoare se întoarce înapoi în încăpere datorită feno!enului de refle#ie, 0 r , o parte este trans!isă prin ele!entul de separaţie, 0 t, iar altă parte parte este este disipa disipată tă la supraf suprafaţă aţă,, transfor!)ndu-se transfor!)ndu-se în căldură, 0 d. 0 F 0r T T 0t T 0d 4/
0nerg 0nergia ia disipa disipată tă şi energ energia ia trans trans!is !isăă sau, sau, într-u într-unn cuv)nt cuv)nt,, energ energia ia nerefl nereflect ectată ată este este considera considerate te ea fiind fiind absorbită absorbită de suprafeţ suprafeţele ele încăperii, încăperii, raportul raportul între între energia energia absorbit absorbităă şi cea incidentă fiind nu!it coeficient de absorbţie acustică,
α=
Hd + H t H
=
Ha H
4J/ Raportul între energia reflectată şi cea incidentă caracterizează capacitatea de refle#ie a suprafeţei prin coeficientul D
ρ = Hr H
:5/ &n general însă, energia trans!isă prin ele!entul de construcţie este negli+abilă şi prin ur!are, coeficientul de absorbţie acustică poate fi definit ca raportul între energia disipată şi cea incidentă. 2isiparea energiei este provocată de frecări, iar frecările cresc odată cu creşterea vitezei de deplasare deplasare a particulel particulelor or de aer. =a r)ndul r)ndul său, viteza viteza de deplasare deplasare a particule particulelor lor creşte cu frec frecve venţ nţa, a, aşa aşa înc) înc)tt pent pentru ru cara caract cter eriz izar area ea unui unui !a !ate teri rial al sau sau sist siste! e! din din punc punctt de vede vedere re al absorbţiei acustice este necesar să, se cunoască coeficientul de absorbţie pentru un do!eniu larg de frecvenţe. $entru $entru obţinerea obţinerea absorbţiei absorbţiei acustice acustice sunt utilizate utilizate două procedee, procedee, bazate pe feno!ene feno!ene fizice diferite - disi disipa pare reaa ener energi giei ei prin prin freca frecare re în cadru cadrull unor unor !a !ate teri rial alee cu pori pori desc desc%i %işi şi absorbanţi fonici poroşi( - disip disipare areaa energ energiei iei prin prin puner punerea ea în !işcar !işcaree a uno unorr siste! siste!ee oscila oscilante nte care care la rezonanţă a!plifică viteza de circulaţie a aerului, realiz)nd o sporire a eficacităţii frecărilor. iste!ele oscilante fonoabsorbante sînt de două categorii - !e!brane !e!brane vibrante, vibrante, const)nd dintr-un dintr-un volu! volu! de aer care for!ează for!ează resortul resortul sist siste! e!ul ului ui osci oscilan lantt şi dint dintrr-oo !e !e!b !bra rană nă care care înc% înc%id idee aces acestt volu volu! ! de aer aer şi a căre căreii !a !asă să constituie !asa siste!ului oscilant( - rezonatori, care sunt siste!e !ecanice const)nd din cavităţi cu aer desc%ise, co!unic)nd cu e#teriorul printr-un orificiu g)t/( resortul siste!ului oscilant este constituit din volu!ul de aer care u!ple cavitatea, iar !asa oscilantă din !asa aerului din orificiu. "aterialele utilizate ca absorbanţi fonici poroşi sunt vata !inerală, vata de sticlă, $B= poros, p)sla, poliuretanul. poliuretanul. "ontarea acestora se face direct pe suport sau cu interspaţii de aer, iar !ascarea se realizează cu p)nză de sac. "e!branele "e!branele vibrante vibrante sînt plăci subţiri, subţiri, alcătuite alcătuite din !ateriale dense placa+, placa+, $B= dur, sticlă, $A= $A= etc./, cu grosi!e !ica şi !asă redusă sub 15 Yg
P,-$C/0A AC!$0C 3N C-N!$,C/00 $rotecţia acustică Z ansa!blul de !ăsuri destinate realizării unor spaţii cu un cli!at sonor confortabil, adică liniştit. cop copul ul fina finall al tutu tuturo rorr !ă !ăsu suri rilo lorr de prot protec ecţi ţiee acus acusti tică că adop adopta tate te în proi proiec ecta tare reaa construcţiilor îl constituie reducerea sub li!ite ad!isibile a nivelului de tărie al zgo!otului ce pătrunde în unitatea unitatea funcţională funcţională considerată. $rotecţia acustică a construcţiilor are în vedere ur!ătoarele aspecte esenţiale în adoptarea !i+loacelor de co!batere a zgo!otului zgo!otului scăderea nivelului de zgo!ot la sursă prin !ăsuri de ordin te%nologic aplicate instalaţiilor şi utila+elor generatoare de zgo!ot( gruparea surselor de zgo!ot şi a construcţiilor construcţiilor prote+ate( - reduce reducerea rea nive nivelu lului lui de de zgo!ot zgo!ot prin prin !ăsu !ăsuri ri urban urbanist istice ice(( - distr distrib ibuţi uţiaa +udici +udicioas oasăă a încăp încăperi erilor lor în cadrul cadrul unită unităţii ţii funcţi funcţiona onale le ţin)nd ţin)nd sea!a sea!a de destinaţia acestora şi e#igenţele de confort ur!ărite( - izolarea izolarea acusti acustică că a unită unităţilo ţilorr funcţio funcţionale nale la la zgo!ot zgo!ot aerian aerian şi de de i!pact( i!pact( - reduce reducerea rea nive nivelu lului lui de de zgo!ot zgo!ot prin prin abs absorb orbţie ţie acus acustic tică. ă.
1. Protecţia acustic# prin m#suri de ordin urbanistic şi ar&itectural ntruc)t energia undelor acustice scade cu pătratul distanţei faţă de sursă, rezultă că pri!a !ăsură de ordin urbanistic, !enită a reduce nivelul de zgo!ot în zonele rezidenţiale constă în asigurarea unei distanţe cît !ai !ari între sursele de zgo!ot şi locuinţe. &n acest scop se i!pune deli!itarea în cadrul oraşului de zone acustice şi stabilirea apro#i!ativă a nivelului de zgo!ot !a#i! ad!is în acestea. =a studierea studierea zonării se ţine sea!a de direcţia direcţia v)nturilor v)nturilor do!inante, de confor!aţia naturală a terenului, de prezenţa unor suprafeţe reflectante etc. Atunci c)nd nu e#istă posibilitatea asigurării unor distanţe corespunzătoare între surse şi clădirile de locuit se adoptă alte !ăsuri urbanistice, cu! sunt - scoa scoate tere reaa arte artere relo lorr de circul circulaţ aţie ie inten intensă să la peri perife feri riaa zone zonelo lorr de locuit locuit şi crearea aşa-nu!itelor centuri sau artere ocolitoare( - crearea crearea unor unor zone zone verzi verzi între între sursele sursele de zgo!ot zgo!ot şi zonele zonele rezidenţia rezidenţiale( le( - disp dispun uner erea ea +udi +udici cioa oasă să a clăd clădir iril ilor or faţă faţă de a#ul a#ul stră străzi zii( i( se reco reco!a !and ndăă dispunerea blocurilor nor!al pe a#ul străzii, retrase cu 4: ! faţă de aceasta, cu grădini de faţadă plantate cu arbori capabili să atenueze zgo!otul( - real realiz izare areaa unor unor ecrane ecrane de prot protecţ ecţie ie acusti acustică că cons consti titu tuit itee din din clăd clădir irii care care nu recla!ă un nivel de zgo!ot scăzut( - evitar evitarea ea dispune dispunerii rii clădir clădirilo ilorr în incint incintee desc% desc%ise ise spre spre arterel arterelee de circul circulaţi aţiee
care a!plifică zgo!otul stradal sau cel produs de +ocul copiilor( - evitar evitarea ea artere arterelor lor de tip corid coridor or care care a!pli a!plific ficăă zgo!ot zgo!otul ul strad stradal al dator datorită ită refle#iilor !ultiple. "ăsurile de ordin ar%itectural privind protecţia acustică se referă la a!plasarea opti!ă a încăperilor în clădire în raport cu alte încăperi şi cu sursele de zgo!ot. Astfel se reco!andă a!plasarea în vecinătatea palierului şi a liftului a încăperilor au#iliare băi şi bucătării/ şi nu a încăperilor destinate odi%nei sau activităţii intelectuale. 2e ase!enea, este indicată a!plasarea cazanelor pentru instalaţia de încălzire sau a instalaţiilor de %idrofor în încăperi speciale, prote+ate acustic, situate situate în afara clădirilor. clădirilor.
2. 0zolarea unit#ţilor funcţionale "mpotri(a zgomotului aerian 2.1. Capacitatea de izolare la zgomot aerian a elementelor de construcţii Ngo!ot Ngo!otul ul aerian aerian se define defineşte şte ca zgo!o zgo!otul tul produ produss întrîntr-oo încăpe încăpere re dintr dintr-o -o unita unitate te funcţională, care se propagă prin !ediul aerian al încăperii respective, p)nă la ele!entele deli!itatoare prin inter!ediul cărora este radiat în încăperile vecine.
@rans!isia zgo!otului aerian prin ele!entele de co!parti!entare şi de faţadă se face într-o !ăsură !ai !are sau !ai !ică, funcţie de capacitatea de izolare acustică a acestor ele!ente. *riteriul de apreciere al capacităţii de izolare acustică la zgo!ot aerian îl constituie indicii de atenuare acustică, R i, deter!inaţi prin !ăsurare directă, in situ, în benzi de frecvenţă de 1<: octavă, în do!eniul de frecvenţe cuprins între 155 şi :185 z do!eniul de frecvenţe care interesează în te%nica de izolare acustică/ sau prin calcul. 2eter!inarea în laborator sau in situ a capacităţii de izolare acustică i!plică e#istenţa a două încăperi - ca!era de e!isie şi ca!era de recepţie - separate prin ele!entul de probă, respectiv ele!entul de studiat, încăperi în care poate fi !ăsurat nivelul de zgo!ot e!is şi recepţionat. @\ = !/ log
!
τ
>dH?
0#presia indicelui de atenuare rezultat pe baza încercărilor este @\ = !/ log
H! H+
>dH? în care care
1/
H!
reprezintă densitatea energiei incidente pe suprafaţa ele!entului de construcţie despărţitor, despărţitor, în ca!era de e!isie, în C
densitatea energiei radiate de ele!entul de construcţie despărţitor, în ca!era de recepţie, în C
2acă se !ăsoară nivelul de zgo!ot în cele două încăperi, indicele de reducţie sonoră poate fi e#pri!at funcţie funcţie de capacitatea de izolare acustică acustică brută A @\ = & + !/ lg / A
4/ în care 2 F = 1-=4 este diferenţa între nivelul de zgo!ot !ăsurat în ca!era de e!isie = 1/ şi cea de recepţie =4/, în dH( A5 , suprafaţa ele!entului despărţitor, în ! ( A, suprafaţa de absorbţie ec%ivalentă a încăperii receptoare, în ! 4 U.A./. 0valuarea globală a capacităţii de izolare la zgo!ot aerian a unui ele!ent despărţitor se face prin inter!ediul indicelui de izolare la zgo!ot aerian & a0A/, care rezultă co!par)nd curba R[f/ corespunzătoare ele!entului respectiv, respectiv, stabilită pe bază de calcul sau !ăsurători cu o curbă etalon. e defineşte indicele de izolare la zgo!ot aerian 0 A/ ca fiind ordonata !ăsurată în dH, cu care trebuie translată curba etalon a indicilor de atenuare p)nă la obţinerea unei abateri negative !edii a curbei reale R i/ faţă de curba etalon în valoare de cel !ult 4 dH. Abaterea !edie negativă reprezint reprezintăă su!a abaterilo abaterilorr negative negative !ăsurate !ăsurate pe abscisele abscisele corespunz corespunzătoar ătoaree frecvenţelor !edii ale trei!ilor de octavă, î!părţită la 18 nu!ărul total al trei!ilor de octavă din intervalul de 155...:185 z/. Buncţie de sensul de deplasare al curbei etalon în sus sau în +os, respectiv spre zona rezultatelor favorabile sau defavorabile se înregistrează se!nul T sau - al indicelui 0A. atisfacerea e#igenţei de confort acustic, e#pri!ată prin condiţia * z M *z,ad! se obţine dacă pentru fiecare ele!ent deli!itator al unităţii funcţionale se asigură un indice de izolare la zgo!ot aerian 0a real \ 0a ad!. Kalorile lui 0ad! pentru clădiri de locuit sunt prezentate în @A 7187-5.
4.4. 4eterminarea prin calcul a indicilor de atenuare la zgomot aerian
$entr $entruu evalua evaluarea rea prin prin calcul calcul a indici indicilo lorr de atenua atenuare re acusti acustică că R[ pentru pentru ele!en ele!ente te deli!itatoare se utilizează !etode inginereşti si!plificate, valabile pentru structuri o!ogene sau neo!ogene din punct de vedere acustic. I ipoteză utilizată curent în evaluarea indicelui de atenuare acustică a ele!entelor deli!itatoare este cea făcută de fizicianul ger!an E. Herger, confor! căreia, ele!entul de construcţie poate fi considerat ca o !asă rigidă reze!ată elastic cu frecare/ pe contur care se co!portă ca un siste! oscilant cu un singur grad de libertate, av)nd în vedere deplasările foarte !ici care se produc sub acţiunea sarcinilor acustice. -a constatat prin calcul că frecvenţa de rezonanţă, pentru di!ensiuni uzuale ale ele!entului de construcţie se situează totdeauna în afara do!eniului util de frecvenţe 155...:185 z/, în cadrul acestuia ace stuia indicele de atenuare stabilindu-se stabilindu-se cu relaţia @\ = +/ lg
π ⋅ f ⋅ m ρ⋅c
>dH? :/ în care f reprezintă frecvenţa sunetului considerat, în z( !, !asa ele!entului, în Yg
&n cazul ele!entelor cu goluri de uşă sau fereastră, care deli!itează încăperile ce trebuie izolate acustic, indicele de atenuare, Rf/, se deter!ina funcţie de diferenţa dintre indicii corespunzători ele!entului plin şi ele!entului de t)!plărie şi de raportul între suprafaţa totală a ele!entului şi suprafaţa golului.
2.%. 'actorii care influenţeaz# capacitatea de izolare acustic# a elementelor de construcţii *apaci *apacitat tatea ea de izolar izolaree acusti acustică că a ele!en ele!entel telor or de constr construcţ ucţii, ii, respec respectiv tiv a pereţi pereţilor lor despărţitori este influenţată de ur!ătorii factori a. Propriet#ţile fizice ale materialelor care intr# "n alc#tuirea peretelui desp#rţitor
- "asa !aterialului este caracteristica principală care deter!ină capacitatea de izolare la zgo!ot aerian a ele!entelor deli!itatoare, după cu! rezultă din paragraful anterior. oluţiile constructive constructive de pereţi care răspund e#igenţelor de izolare la zgo!ot aerian sunt din beton ar!at, în grosi!e grosi!e de 171 c! ! F :85 Yg
%. 0zolarea unit#ţilor funcţionale la acţiunea zgomotului de impact $otrivit prescripţiilor în vigoare, zgo!otul de i!pact este zgo!otul care ia naştere prin lovirea unui ele!ent de construcţie, sub for!ă de zgo!ot structural şi care este iradiat în încăpere sub for!ă de zgo!ot aerian. Ngo!otele de i!pact apar în e#ploatarea nor!ală a clădirilor şi sunt deter!inate de circulaţia pe planşeu, +ocul copiilor, căderea unor obiecte pe pardoseală, !işcarea !obilierului, !obilierului, funcţionarea funcţionarea unor aparate aparate de uz casnic etc. 2acă 2acă la acţiu acţiune neaa zgo! zgo!ot otul ului ui aeri aerian an se i!pu i!pune ne veri verifi fica care reaa tutu tuturo rorr ele! ele!en ente telo lor r deli!itatoare, la zgo!otul de i!pact se di!ensionează nu!ai planşeele. $entru aprecierea capacităţii de izolare acustică la zgo!ot de i!pact a unei structuri de planşeu cu sau fără pardoseală, în condiţii de laborator, laborator, se produce zgo!otul de i!pact cu a+utorul unui dispozitiv standard de lovire aşezat pe ele!entul de studiat. Givelul zgo!otului recepţionat în încăperea situată sub planşeu, c)nd pe aceasta acţionează dispozitivul de lovire, se nu!eşte nivelul zgo!otului de i!pact, = i. ntruc)t în încăpere e#istă şi zgo!ot reverberant care se suprapune peste cel iradiat de planşeu, se foloseşte noţiunea de nivel de zgo!ot nor!alizat = n/ al zgo!otului de i!pact, care se deter!ină cu relaţia Xn
A / A
= Xi − !/ lg
în care =i reprezintă nivelul zgo!otului înregistrat( înregistrat( A5, absorbţia acustică de referinţă, A5 F 15 !4( A, absorbţia ec%ivalentă a ca!erei de recepţie.
;/
&ndicele de izolare la zgo!ot de i!pact 0i/ se defineşte ca ordonată, !ăsurată în dH, cu care trebuie translată curba etalon pentru. a se suprapune peste curba nivelurilor nor!alizate =nf/ !ăsurată sau calculată/ corespunzătoare ele!entului de construcţie analizat. Apor Ap ortu tull pe care care îl aduc aducee pard pardos oseal ealaa la creş creşte tere reaa valo valori riii 0i/ 0i/ poar poartă tă nu!e nu!ele le de î!bunătăţirea co!portării la zgo!ot de i!pact _&i_0i/, diferă funcţie de structura pardoselii, î!bunătăţirea adusă de aceasta fiind cu at)t !ai !are cu cît pardoseala respectivă conduce la un interval de ti!p corespunzător i!pactului !ai lung. &n tabelul ce ur!ează sînt prezentate valorile A0. pentru c)teva tipuri de pardoseli, care reflectă efectul favorabil al prezenţei pardoselii în co!ple#ul planşeu brut-pardoseală. Rezultă că indicele total de izolare la zgo!ot de i!pact se deter!ină cu relaţia &i0 &i0i/ i/ F &ib &ib0i 0ib/ b/ T _&i _&i_0i _0i// >dH? >dH? 8/ 8/ în care &ib0ib/ este indicele de izolare la zgo!ot de i!pact a planşeului brut, în dH( _&i_0i/ - î!bunătăţirea izolării la zgo!ot de i!pact corespunzătoare pardoselii, în dH. Aportul de izolare acustică al pardoselilor la zgo!ot de i!pact
@ipul de pardoseală $arc%et =U lipit pe plăci fibrole!noase poroase, de 17 !! grosi!e $arc%et =U bătut în cuie pe plăci din fibrobeton, aşezate pe un strat de pudretă de cauciuc de 48 !! grosi!e *ovoare şi dale din $K*, fără suport te#til, cu grosi!i cuprinse între 1,8 şi 4 !! *ovoare ş din $K*, cu suport te#til, neţesut, cu grosi!i totale cuprinse între 4,8 şi : !! *ovoare din $K* cu substrat fonoizolant fonoizolant din $K* e#pandat, cu grosi!ea de cel puţin 4,8 !! "oc%etă neţesută
!bunătăţirea izolării la zgo!ot de i!pact & 0&/ >dH? T 15 T 41 TL T 11 T 17 T 45
$ardoseli din parc%et sau covor din $K*, fără suport te#til, lipit pe dală flotantă din beton, pe strat elastic din vată !inerală tip B.&., de 15 c! grosi!e $ardoseli din parc%et sau covor din $K*, fără suport te#til, lipit pe dală flotantă din beton, pe strat elastic din plăci poroase tip B.&., de 45 c! grosi!e $ardoseli din parc%et sau covor din $K*, fără suport te#til, lipit pe dală flotantă din beton, pe strat elastic din polistiren e#trudat de 15 c! grosi!e
T 4: T4 T 44
2in consultarea tabelului reiese aportul deosebit la izolarea î!potriva zgo!otului de i!pact în cazul utilizării pardoselilor pe dală flotantă, care realizează şi suprafeţe de circulaţie rigide. 2alele flotante constituie un siste! oscilant a!ortizor/ cu un grad de libertate. $ractic siste!ul trebuie astfel realizat înc)t între dala propriu-zisă şi ele!entele de rezistenţă planşee, pereţi/ să nu se realizeze realizeze punţi rigide, care ar duce duce la scăderea eficienţei siste!ului siste!ului a!ortizor. a!ortizor.
1. 05+0NA$5 NA$,A5 NA$,A5 A5 C540,05-, 1.1. 5umina şi ar&itectura Ar%itectura şi, în general, profesia de constructor s-au născut în bună parte din năzuinţa o!ului de a trăi în lu!ină. Această năzuinţă l-a deter!inat să părăsească peştera care-i oferea siguranţă din toate punctele de vedere şi să-şi construiască o locuinţă pe !ăsura lui, în care lu!ina lu!ina să pătrundă pătrundă cu efectele efectele ei binefăcăto binefăcătoare are însorire însorire,, încălzire, încălzire, posibili posibilitatea tatea perceperii perceperii !ediului încon+urător. *ontinua căutare spre !ai bine şi dorinţa de înfru!useţare a vieţii cotidiene au dus la transfor!area treptată a acestei locuinţe rudi!entare în ceea ce nu!i! azi ar%itectură. 2ozarea raportului între plinuri şi goluri în faţade cu scopul de a per!ite pătrunderea controlată a lu!inii a constituit ele!entul generator de noi for!e şi structuri. &ndividualiz)nd şi !odel)nd spaţiul, ar%itecţii au ur!ărit din totdeauna crearea unui cli!at adecvat diferitelor activităţi u!ane. 2e aceea lu!ina intervine ca un factor funda!ental în proiectare, a cărei i!portanţă i!portanţă este confir!ată de întreaga întreaga istorie a ar%itecturii. ar%itecturii. ]radaţia subtilă a lu!inii era unul din !i+loacele de bază folosite de ar%itecţii egipteni în crearea at!osferei apăsătoare, încărcată de !ister, specifică edificiilor religioase. &n ]recia antică, ţară !editeraneană, în care lu!ina însoţită de un e#ces de căldură, desc%ideri desc%iderile le practicate practicate în acoperişu acoperişurile rile te!plelor te!plelor aveau di!ensiu di!ensiuni ni foarte foarte !ici, per!iţ)nd per!iţ)nd pătrunderea lu!inii nu!ai în !ăsura în care era necesară pentru punerea în evidenţă a statuii zeului căruia îi era destinată construcţia, prin contrast cu suprafeţele u!brite. *upola catedralei f)nta ofia dă privitorului senzaţia că pluteşte deasupra uriaşului spaţiu al navei centrale, datorită br)ului de lu!ină pe care se reaze!ă în aparenţă.
&n catedralele !edievale, ro!anice şi gotice a+urarea pereţilor era astfel realizată înc)t să per!ită pătrunderea în interior a unei cantităţi c)t !ai !ari de lu!ină naturală, în condiţiile cli!ei te!perate. 2esc%iderile, de cele !ai !ulte ori prevăzute cu vitralii, î!bogăţeau însuşirile plastice ale ar%itecturii ar%itecturii interioare. ]olurile cu secţiune evazată spre interior, !odelatura rafinată a br)elor şi ocniţelor specifice specifice bisericil bisericilor or noastre noastre sunt e#presia e#presia unei profunde profunde si!ţiri si!ţiri a !inunatu !inunatului lui !aterial !aterial de construcţie, care este lu!ina. $redo!inanţa plinului în ar%itectura noastră populară, consecinţă a cli!atului continental cu veri călduroase şi ierni foarte reci, este subtil e#ploatată de culoarea albă, strălucitoare în lu!ină a tencuielilor de var în contrast cu tonurile de verde înc%is ale copacilor şi culorile vii ale florilor.
1.2. Principii de baz# ale fotometriei 1.2.1. Natura luminii =u!ina este izvorul vieţii, pe care o întreţine dar şi acţionează a cţionează asupra ei. &ntuind acţiunea binefăcătoare a lu!inii, oa!enii au venerat soarele din cele !ai vec%i ti!puri, dorinţa lor de cunoaştere !anifest)ndu-se pe două planuri, sub două aspecte distincte, dar într-o str)nsă dependenţă dialectică pe plan obiectiv, ca adevăr ştiinţific şi pe plan subiectiv, subiectiv, ca adevăr estetic. *oncepţiile despre natura fizică a lu!inii au evoluat de la principiul celor patru ele!ente de bază - potrivit căreia lu!ina era considerată o substanţă a cărei for!ă originară o constituie focul Aristotel/ - la teoria unificată 2e Hroglie( eisenberg/ care acceptă natura corpusculară ondulatorie a lu!inii presupun)nd că ea se produce ca ur!are a şocurilor între electroni şi se trans!ite prin inter!ediul unor şiruri de unde electro!agnetice, fotoni. Radiaţia este o for!ă de transport de energie fără suport !aterial. în spaţiu e#istă un nu!ăr infinit de radiaţii care se deosebesc între ele prin lungi!ea de undă, natura şi efectele lor. =u!ina face parte din categoria radiaţiilor electro!agnetice cu lungi!i de undă cuprinse între ;555 şi L755 `ngstr^!i, ocup)nd un loc foarte restr)ns în cadrul acestora.
*elelalte tipuri de radiaţii sunt interesante prin proprietăţile lor fizice şi fiziologice cu efecte benefice sau negative asupra vieţii şi activităţii u!ane.
- ndele &ertziene - produse de dispozitive electrice au lungi!i de undă ce depăşesc ;55 !icroni şi se folosesc în radioco!unicaţii. radioco!unicaţii. - ,azele infraroşii - 5,L7...;55 !icroni sunt absorbite de piele şi se transfor!ă în căldură. $ătrund prin !edii cu transparenţă redusă p)clă, ceaţă, fu!/. $ot fi preparate plăci fotografice sensibile la infraroşu, care per!it fotografierea în întuneric. - ,azele ultra(iolete6 cu lungi!i lungi!i de und undăă cuprinse cuprinse între 155 şi :55 `ngstr^! `ngstr^!i,i, au o acţiune acţiune c%i!ică c%i!ică şi fotoelect fotoelectrică rică puternică. puternică. 2acă 3 455 `, radiaţiil radiaţiilee sunt aproape aproape co!plet co!plet absorbit absorbitee de at!osferă, at!osferă, distrug distrug celulele celulele şi ger!enii, ger!enii, av)nd o puternic puternicăă acţiune acţiune sterilizan sterilizantă tă şi bactericidă. $ot provoca tulburări vizuale şi cutanate. 2acă 3 455 `, radiaţiile ultraviolete ne parvin direct de la soare soare şi au efecte binefăcătoare asupra asupra organis!ului organis!ului u!an. *obor)nd sub lungi!ea de undă de 155 `, radiaţiile devin din ce în ce !ai penetrante razele şi Roentgen/ şi sunt utilizate în fotografierea prin transparenţă a organis!elor vii sau radiografierea diferitelor piese. - ,adiaţiile 7 produse prin radioactivitate naturală sau artificială a anu!itor corpuri, reprezintă un pericol !ortal pentru celula vie. Au o acţiune terapeutică, fiind utilizate pentru distrugerea celulei canceroase.
1.2.2. !urse de lumin#8 propagarea luminii *orpurile care trans!it direct radiaţii lu!inoase se nu!esc surse pri!are, soarele, corpurile încălzite p)nă la incandescenţă/ iar cele care o reflectă se nu!esc surse secundare luna, planetele, un perete văruit etc./. Kiteza de propagare a lu!inii în vid este de cca :55.555 !
&n funcţie de co!portarea lor în contact cu lu!ina, !aterialele pot fi - transparente, care per!it trecerea radiaţiilor lu!inoase sticlă, ple#iglas, !ase plastice transparente etc./+ - se!itransparente care per!it parţial trecerea radiaţiilor lu!inoase poliesteri, gea! translucid etc./( - opace, care nu per!it trecere lu!inii, pe care o absorb transfor!)nd-o în căldură sau o reflectă( în această categorie intră !a+oritatea !aterialelor. &n !o!entul în care o rază de lu!ină înt)lneşte un obstacol îşi !odifică traiectoria. Această !odificare se produce în !oduri diferite, în funcţie de natura !aterialului din care este constituit obstacolul. Astfel, refle9ia direct# se produce în cazul în care raza lu!inoasă cade pe o suprafaţă opacă, perfect lucioasă, !odific)ndu-şi direcţia. ,efle9ia difuz# se produce c)nd raza lu!inoasă cade pe o suprafaţă !ată, reflect)ndu-se în toate direcţiile. ,efracţia constă în sc%i!barea direcţiei unui fascicol de lu!ină la trecerea dintr-un !ediu în altul. 2acă ung%iul de incidenţă creşte, ung%iul de refracţie creşte de ase!enea. Raportul sinusurilor sinusurilor celor două ung%iuri ră!)ne constant şi se nu!eşte indice de refracţie n/. n =
sin i sin r
$ransmisia $ransmisia difuz# are loc la trecerea lu!inii printr-un printr-un gea! translucid.
1.2.%. +#rimi şi unit#ţi de m#sur# fotometrice a. 'lu9ul radiant este cantitatea de energie e!isă de sursă în unitatea de ti!p. $ Z e#pri!at în >E?
1.1/
n natură flu#urile radiante pot fi co!ple#e - alcătuite dintr-o ga!a largă de flu#uri radiante cu diferite lungi!i de undă sau si!ple, a căror radiaţii au aceeaşi acee aşi lungi!e de undă. 'otometria este ştiinţa !ăsurării senzaţiei lu!inoase, adică a !ăsurării unei serii de !ări!i care caracterizează sursele lu!inoase şi corpurile fără a fără a ţine sea!a de senzaţia de culoare. *lasificarea !ări!ilor foto!etrice a/ "ări!i "ări!i ce ce caracte caracteriz rizează ează sur sursel selee lu!ino lu!inoase ase
φ
-
flu#ul lu!inos, ( intensitatea lu lu!inoasă d densitatea un ung%iulară/, &( &( ilu!inarea densitatea superficială/, 0( lu!inanţa strălucirea/, H( e!itanţa, R. b/ "ări!i ce caracterizează corpurile factorul de refle#ie, D( factorul de trans!isie, ( factorul de absorbţie, . c/ "ări "ări!i !i ener energe geti tice ce randa!entul lu!inos( eficacitatea lu!inoasă.
a. +#rimi ce caracterizeaz# sursele de lumin# şi efectele lor n natură, pot e#ista surse care să e!ită aceeaşi cantitate de energie în unitatea de ti!p prin inter!ediul inter!ediul unor radiaţii radiaţii cu lungi!i de de undă diferite. $rin ur!are noţiunea de flu# flu# radiant nu este utilă în te%nica ilu!inării. 0ste necesară utilizarea unei !ări!i care să aibă în vedere senzaţia lu!inoasă produsă. *o!isia &nternaţională de &lu!inat Gatural a adoptat noţiunea de flu# lu!inos - e#pri!at în lu!eni. unt luate în considerare valori stabilite e#peri!ental pentru un coeficient 3 nu!it coeficient de eficacitate lu!inoasă. funcţie de sensibilitatea spectrală relativă a unui o! nor!al.
φ
e consideră că valoarea unui flu# lu!inos / este dată de produsul între puterea $/ deter! deter!ina inată tă în E a radiaţ radiaţiei iei lu!ino lu!inoase ase şi valoar valoarea ea coefi coeficien cientu tului lui 3 reprezent)nd senzaţia lu!inoasă pe care o produce, respectiv vizibilitatea relativă.
φ $rin ur!are flu#ul lu!inos reprezintă puterea energiei radiante evaluate după senzaţia de lu!ină pe care o produce. 2ar pentru evaluarea senzaţiilor de lu!inare !ai !ult sau !ai puţin intense, produse fie de o sursă pri!ară fie de una secundară, apare necesitatea definirii şi a altor noţiuni. 2acă se consideră a!plasarea unei surse de lu!ină în centrul unei sfere, aceasta radiază în direcţii diferite, cu puteri diferite, două suprafeţe ec%ivalente şi ' pri!ind flu#uri diferite.
Un reflector lu!inează sub un anu!it ung%i solid, într-o anu!ită direcţie, spaţiul din afara ung%iului solid ră!)n)nd nelu!inat. d φ
0ntensitatea luminoas# 0/ este raportul între flu#ul lu!inos care acest flu# este e!is. = =
şi ung%iul solid d în
d φ d ω
>c > cd? 1.4/ Ung%iul solid este raportul între suprafaţa A pe care el o secţionează din suprafaţa sferei circu!scrise şi pătratul razei sferei ω =
" R !
1.:/
dacă A este suprafaţa sferei, ω =
#π ⋅ R ! R !
= #π 1.;/
Unitatea de !ăsură a ung%iului ung%iului solid este steradianul, reprezent)nd un ung%i solid al cărui v)rf se află în centrul sferei de rază R şi taie în suprafaţa ei o arie F R 4.
I sferă are ; steradiani. &lu!inarea 0/ este densitatea superficială a flu#ului lu!inos, caracterizată prin raportul dintre flu#ul lu!inos şi suprafaţa pe care o lu!inează. $ =
φ "
1.;'/
$entru un ung%i solid egal cu unitatea, din cele 4 relaţii rezultă F 1 steradian F A F R 4. =
$ = =
φ φ = ω %
φ pentru
F 1 şi A F R 4
1.8/
R !
1.7/
e!nificaţia fizică a acestei relaţii constă în faptul că ilu!inarea unei suprafeţe scade cu pătratul distanţei distanţei în cazul unei incidente incidente nor!ale pe suprafaţa suprafaţa lu!inată. "ăsurarea ilu!inării se face cu lu#!etrul. nit#ţile de m#sur# pentru flu# lu!inos, intensitate lu!inoasă, ilu!inare pot fi stabilite pe baza relaţiilor anterioare. anterioare. &n orice siste! siste! de !ăsur !ăsurăă se porneşt porneştee de la o unita unitate te etalon etalon,, de bază, bază, aleasă aleasă în !o !odd convenţional. $entru ilu!inat acest etalon este candela, care reprezintă intensitatea lu!inoasă într-o direcţie deter!inată a unei suprafeţe d :75 c! 4, produsă de un radiator integral la te!peratura de solidificare a platinei. $ornind de la această unitate se defineşte lu!enul pentru flu# lu!inos şi lu#ul pentru ilu!inare. 5umenul l!/ corespunde unui flu# lu!inos e!is într-un ung%i de un steradian, de o sursă cu intensitatea de o candelă. 5u9ul l#/ corespunde densităţii superficiale superficiale dată de un flu# lu!inos de 1 lu!en pe o arie 4 de un ! . 5uminanţa sau str#lucirea - defineşte efectele unei surse ţin)nd sea!a de poziţia privitorului, privitorului, şi se e#pri!ă e#pri!ă prin ( =
% " ⋅ cos &
=
φ ' ⋅ " ⋅ cos &
1.7/
*u alte cuvinte, este caracterizată în acelaşi ti!p de densitatea ung%iulară a flu#ului lu!ino lu!inoss în direcţ direcţia ia respec respecti tivă vă şi de densit densitate ateaa super superfic ficial ialăă a flu#u flu#ului lui radiat radiat de supra suprafaţ faţăă lu!inoasă.
Unitatea de !ăsură a lu!inanţei este stilbul sb/ sau nitul şi corespunde intensităţii de o candelă pe 1 !4. mitan mitanţa ţa sau radianţa radianţa este este flu#ul flu#ul lu!ino lu!inoss e!is e!is în toate toate direcţ direcţiil iilee de o anu!it anu!ităă suprafaţă A invers ilu!inării/. R =
φ = ρ⋅ $
"
>l!
1.L/
Win)nd sea!a că nu e#istă suprafeţe perfect reflectante D F 1559/, valoarea e!itanţei este totdeauna inferioară ilu!inării. b. +#rimile fotometrice care caracterizeaz# corpurile Un flu# lu!inos lu!inos care cade pe un corp oarecare, teoretic teoretic se î!parte î!parte în trei, o parte parte fiind fiind reflectată, o parte absorbită de !aterialul din care este alcătuit corpul, iar cea de a treia parte trans!iţ)ndu-se trans!iţ)ndu-se prin corp. "ări!ile lor însu!ate reprezintă valoarea flu#ului total. φ = φ r + φ c + φ t
1;./ Raportul dintre valoarea fiecăreia dintre cele trei fracţiuni şi valoarea flu#ului total poartă denu!irea de factor de refle#ie, D, factor de absorbţie, şi factor de trans!isie, .
n te%nica ilu!inatulu ilu!inatuluii corpuril corpurilee !ai sunt uneori uneori caracterizate caracterizate şi prin opacitatea, opacitatea, I, a cărei valoare este inversă valorii factorului de trans!isie )=
%
τ
= φ
φ t
1.J/ Bactorii foto!etrici se e#pri!ă în procente, su!a lor fiind egală cu unitatea DTTF1
1.15/
c. +#rimi energetice &n catego categoria ria !ări!i !ări!ilo lorr energ energeti etice ce în foto!e foto!etr trie ie intră intră randa! randa!ent entul ul şi eficaci eficacitat tatea ea lu!inoasă. Randa!entul reprezintă raportul între două puteri sau flu#uri lu!inoase în E
percepute, iar volu!ele volu!ele apar sub for!a unor unor pete deli!itate foarte foarte vag( d c*mpul total se se percepe sub for!a unui ung%i de 1;5 şi coincide practic cu li!itele !a#i!e ale c)!pului vizual. h Acomodarea este capacitatea oc%iului de a se adapta la noi condiţii şi se realizează cu !odificarea siste!ului optic prin sc%i!barea razei de curbură a cristalinului ca ur!are a unui efort !uscular. Ic%iul Ic%iul are nevoie ca! ca ! de 1<15 sec. pentru ca să dispară i!presia lu!inoasă după stingerea unei lă!pi.
h 4iametrul aparent este ung%iul sub care se evaluează di!ensiunile obiectelor din spaţiu. 2i!ensiunile sale scad odată cu !ărirea distanţei între obiect şi privitor. privitor. h Acuitatea (izual# se defineşte ca fiind inversul celei !ai !ici valori a dia!etrului aparent sub care se !ai pot percepe separat două obiecte foarte apropiate.
Acuitatea este considerată egală cu unitatea c)nd ung%iul F 1 !inut, ceea ce corespunde unei desc%ideri de 1,8 !! privită de la distanţa de 8 !. h 0luziile optice pot fi provocate provocate de cauze e#terioare, e#terioare, cu! ar fi refle#ia. refle#ia. şi refracţia refracţia lu!inii sau culoarea, precu! şi datorită particularităţilor fiziologice ale oc%iului, cu! ar fi capacitate acestuia de a ase!ăna părţile unui obiect cu obiectul întreg.
&luziile optice sunt cunoscute şi studiate de ar%itecţi din cele !ai vec%i ti!puri şi e#ploatate în sensul î!bogăţirii e#presiei ar%itecturale. 1.%.2. Culoarea *uloarea este o senzaţie fiziologică ce depinde at)t de natura obiectului c)t şi de natura lu!inii. *ulo *ulori rile le i!pr i!pres esio ione neaz azăă în !o !odd dife diferi ritt oc%i oc%iul ul,, culo culoar area ea galb galben enăă fiin fiindd cea cea care care i!presionează cel !ai puternic - în condiţiile vederii diurne. $e !ăsură ce se înserează !a#i!a curbei vizibilităţii se deplasează spre albastru-verde. n cazu cazull lu!i lu!ini niii albe albe,, de zi, zi, un ecra ecrann tran transp spar aren entt sau sau opac opac abso absoar arbe be radi radiaţ aţii iile le corespunzătoare tuturor culorilor, în afară de cea care corespunde culorii sale. Utiliz)nd deci o lu!ină lu!ină !onocro!atică !onocro!atică se pot supri!a de pe o suprafaţă suprafaţă toate nuanţele nuanţele care nu corespund corespund cu nuanţa lu!inii respective. Ic%iul poate distinge între 155 şi :55 de nuanţe diferite. *aracterul subiectiv al culorii face i!posibilă stabilirea unor reţete prescrise pentru utilizarea ei. unt totuşi efecte psi%ologice verificate de care trebuie să se ţină sea!a în tratarea coloristică a unui spaţiu ar%itectural. ar%itectural. Astfel h Albast Albastru ru - creează creează i!pres i!presia ia de cal!, cal!, odi%nit odi%nitor or.. Biind Biind culoar culoaree rece, rece, poate co!pens co!pensaa efectele psi%ologice rezultate din supraîncălzirea unor spaţii. h Albast Albastruru-ver verde de este este co!ple co!ple!en !entu tull direct direct al culori culorilor lor calde calde ale corpulu corpuluii o!enes o!enesc. c. *reează o a!bianţa liniştită, ec%ilibrată. h . ]alb ]alben en - foar foarte te lu!i lu!ino noss - se folo folose seşt ştee pent pentru ru fini finisa sarea rea spaţ spaţii iilo lorr !a !aii întu întune necat catee culoare, scări, vestibule etc./. are un rol esenţial în sti!ularea apetitului - !otiv pentru care este utilizat în finisarea sălilor de !ese. uprafeţele finisate în portocaliu şi galben par !ai îndepărtate dec)t cele finisate în albastru, !otiv pentru care sunt indicate pentru ca!erele ca !erele de di!ensiuni !ici. &n general tonurile calde captează atenţia şi pot crea o atare de nelinişte, de agitaţie. &n construcţiile industriale industriale se reco!andă ur!ătoarele co!binaţii de culoare $ereţi ]alben desc%is *re! Z ocru Icru galben
Utila+e Kerde desc%is Albastru-verde desc%is Albastru desc%is
@rebuie evitate tonurile su!bre care absorb lu!ina gri, brun/ fiind cunoscute efectele psi%ice defavorabile asupra asupra ocupanţilor. ocupanţilor. 2e ase!enea, nu sunt indicate culorile reci în locurile în
care se e#ecută o !uncă !onotonă şi culorile calde în locurile cu dega+ări !ari de căldură sau acolo unde este nevoie de o atenţie deosebită.
1.. 0luminatul natural interior 1..1. A(anta:ele A(anta:ele luminii naturale A(anta:e de ordin plastic a/ A(anta:e - Kariaţiile Kariaţiile continue continue ale ilu!inării naturale dau un un caracter dina!ic u!brelor, u!brelor, evidenţiind evidenţiind sau esto!p)nd anu!ite ele!ente. - &n condi condiţii ţiile le ilu!i ilu!inat natul ului ui natur natural al culori culorile le sunt sunt redate redate cu fideli fidelitat tate, e, iar sc%i!b sc%i!barea area ung%iului ung%iului de ilu!inare deter!ină o !are !obilitate a e#presiei ar%itecturale. A(anta:e de ordin fiziologic b/ A(anta:e &lu!inatul natural favorizează( !ări ărirea capacităţii de a distinge detalii !ici şi a vitezei de percepţie( adaptare area la la co condiţiile e# e#tre! de di diferite de de ililu!inare as asigură oc oc%iului !e !enţinerea acuităţii vizuale( vederea diu diurnă a !ediului a!b a!biant, at! at!osfera afe afectivă pe ca care o dega+ă nat natura scăldată în lu!ina soarelui asigură o!ului un cli!at psi%ic ec%ilibrat. A(anta:e de ordin economic c/ A(anta:e - econo!ii de energie energie rezultate ca ur!are a utilizării utilizării ilu!inatului ilu!inatului artificial nu!ai pe pe ti!p de noapte - !ărirea productivităţii productivităţii şi e#ploatarea e#ploatarea econo!ică a clădirilor clădirilor deşi e#istă situaţii situaţii în care c%eltuielile iniţiale privind ilu!inatul natural şi cele de întreţinere depăşesc pe cele aferente ilu!inatului ilu!inatului artificial pe întreaga durată a zilei/. *ercet *ercetări ări privi privind nd efectel efectelee lu!in lu!inii ii asupr asupraa organ organis! is!ulu uluii u!an u!an arată arată că at)t at)t spaţi spaţiile ile interioare c)t şi cele e#terioare destinate activităţii o!ului trebuie să beneficieze de acţiunea directă a soarelui cel puţin ; ore
Aleg Aleger erea ea sist siste! e!ul ului ui de ilu! ilu!in inar aree natu natura rală lă depi depind ndee de dest destin inaţ aţia ia şi !ă !ări ri!e !eaa încăperilor, precu! şi de specificul activităţii care deter!ină valoarea, repartizarea şi direcţia flu#ului lu!inos în raport cu suprafaţa de lucru. 2in acest punct de vedere, încăperile pot fi încadrate în ; categorii principale a ncăperi ncăperi care care necesită necesită ilu!inare ilu!inare suficient suficientăă şi unifor unifor!ă !ă pe întrea întreaga ga lor lor suprafaţ suprafaţăă utilă, utilă, cu! sunt încăperile de producţie care adăpostesc procese te%nologice pe bandă rulantă. b ncăperi care, pe l)ngă ilu!inatul natural general, necesită un grad de ilu!inare !ai !are în anu!ite zone ale suprafeţei utile. n această categoric intră !uzeele, sălile de e#poziţie, sălile de sport( c ncă ncăpe peri ri în care care direcţ direcţia ia flu# flu#ul ului ui lu!in lu!inos os are o deos deoseb ebit ităă i!po i!port rtan anţă ţă,, cu! cu! sunt sunt ateliere de optică, ceasornicării, săli de cursuri, de desen, ateliere de proiectare. d ncăpe ncăperi ri care nu necesit necesităă unifo unifor!i r!itat tatee în repart repartiza izarea rea ilu!i ilu!inăr nării ii natura naturale, le, cu! sunt sunt încăperile clădirilor de locuit, ale clădirilor ad!inistrative sau social-culturale. &n general toate încăperile clădirilor de locuit, industriale şi social-culturale trebuie să beneficieze de lu!ina naturală. naturală. Bac e#cepţie - încăperile încăperile în care care se ad!ite ilu!ina ilu!inarea rea indirectă indirectă sau artific artificială ială vestibu vestibul,l, %oluri, %oluri, scări, scări, că!ări în clădiri de locuit/( - încăp încăper erii care care neces necesit ităă e#cl e#clus usiv iv lu!i lu!ina na arti artifi fici cial alăă pent pentru ru evit evitare areaa fluc fluctu tuaţ aţii iilo lorr de ilu!inare sau din alte considerente funcţionale/, funcţionale/, cu! sunt sălile de operaţie, sălile de spectacole sau spaţiile de producţie cu anu!ite destinaţii.
1..%. Componentele ilumin#rii naturale interioare Kaloarea ilu!inării, 0, în diferite puncte ale planului de lucru dintr-o încăpere include patru co!ponente, co!ponente, provenite din din - lu!ina lu!ina directă directă de la bolta bolta cerească cerească ce ce pătrunde pătrunde prin golul golul de lu!in lu!inăă 0 d/( - lu!ina lu!ina refl reflecta ectată tă de supra suprafeţ feţele ele inte interio rioare are 0r,i/( - lu!ina lu!ina reflect reflectată ată de de obstaco obstacolele lele şi clădi clădirile rile e#terioar e#terioaree 0r,cl/( - lu!ina reflectată de de terenul încon+urător încon+urător 0r,t/. 0 F0d T R r,ir,i T0r,cl T 0r,t
1.11/
a/ 0luminarea direct#, ca rezultat al pătrunderii radiaţiei vizibile prin golurile de lu!ină, depinde de transparenţa vitra+elor, suprafaţa şprosurilor şi ung%iul de vizibilitate al cerului din fiecare punct al încăperii. @rans @ranspar parenţ enţaa vitra+ vitra+elo elorr este este deter! deter!ina inată tă de calita calitatea tea !ateri !ateriale alelor lor şi condiţ condiţiil iilee de e#ploatare, depunerile de praf, condensarea vaporilor ş.a., di!inu)nd considerabil cantitatea de lu!ină ce a+unge în încăpere. uprafaţa transparentă efectivă este cu at)t !ai !are cu c)t sunt !ai reduse di!ensiunile şprosurilor, din acest punct de vedere fiind preferabilă t)!plăria !etalică, care prezintă o pierdere de lu!ină lu!ină de 1,8...4 ori !ai redusă redusă faţă de cea din le!n. Ung%iul de vizibilitate al cerului depinde la r)ndul său de !ai !ulţi factori, cu! ar fi prezenţa unor obstacole, for!a şi poziţia golului, grosi!ea peretelui etc. Astfel, ferestrele înalte dau o !ai bună penetrare lu!inii faţă de cele +oase, ferestrele frag!entate oferă o distribuţie a lu!inii directe !ai puţin unifor!ă faţă de cele continui, iar ferestrele plasate pe pereţi adiacenţi dau o penetrare bună şi reduc strălucirea. &n cazul ferestrelor a!plasate în pereţi groşi sau în bovindouri se obţine o ilu!inare bună în zona i!ediat aferentă dar foarte slabă în restul încăperii. $rezenţa unui ti!pan perpendicular pe faţadă li!itează vederea cerului cerului şi reduce însorirea însorirea fără a afecta pătrunderea lu!inii lu!inii directe. 0luminarea produs# de refle9ia refle9ia luminii luminii pe suprafeţele suprafeţele interioare interioare este deter!inată b/ 0luminarea de natura şi culoarea finisa+elor interioare, respectiv de coeficienţii de refle#ie ai pereţilor, tavanului, pardoselii, care au valori cu at)t !ai !ari cu c)t se folosesc culori !ai desc%ise. 2in acest !otiv, pentru a!eliorarea ilu!inării încăperilor orientate spre nord sau prevăzute cu goluri de di!ensiuni !ici se reco!andă finisarea pereţilor în alb sau culori foarte desc%ise. 0luminarea produs# de refle9ia refle9ia luminii pe suprafaţa cl#dirilor cl#dirilor "n(ecinate depinde c 0luminarea de distanţa între clădiri şi de caracteristicile de refle#ie a lu!inii a !aterialelor cu care sunt finisate faţadele. 0luminare areaa produs produs## de lumina lumina reflec reflectat# tat# pe terenu terenull "ncon:u "ncon:ur#to r#torr depinde d 0lumin depinde de capacitatea de refle#ie a acestuia, care se regăseşte în valoarea OalbedouluiO. Albedoul este !ai !are pentru suprafeţe desc%ise la culoare beton, pava+e din piatră etc./ şi !ai redusă în cazul suprafeţelor de culoare înc%isă teren agricol, vegetaţie etc./. &n valoarea totală a ilu!inării naturale, ponderea ulti!elor două co!ponente, av)nd ca surse surse lu!in lu!inaa reflec reflectat tatăă de clădir clădiril ilee şi terenu terenull încon încon+ur +urăto ător, r, este este foarte foarte !ică !ică în raport raport cu ilu!inarea directă şi cea rezultată din refle#ii interioare.
1... Criterii şi ni(eluri de performanţ# pri(ind iluminatul natural al cl#dirilor a/ 0luminarea interioar# pe planul de lucru $lanul de lucru este planul orizontal la care se raportează valorile necesare şi efective ale ilu!inării naturale. nălţi!ea planului de lucru diferă funcţie de destinaţia clădirii sau încăperii,
respectiv natura activităţii ce se desfăşoară în acea clădire sau încăpere. n !a+oritatea cazurilor, planul de lucru se consideră la înălţi!ea înălţi!ea de 5,-1,5 ! faţă de pardoseală. pardoseală. $entru unele destinaţii cu! ar fi ateliere de pictură, săli de e#poziţie etc., planul de lucru la care se raportează ilu!inarea naturală se consideră la 1,8 ! faţă de pardoseală, iar pentru săli de sport sau spaţii de circulaţie acesta coincide cu însăşi suprafaţa pardoselii. Kalorile nivelului nor!at de ilu!inare naturală ce trebuie asigurate în ti!pul zilei, corespunzător activităţii căreia îi este destinat spaţiul, sunt prescrise în @A 7441<1 funcţie de categoria lucrărilor vizuale, contrastul între detaliu şi fond şi caracteristicile fondului. fondului. b/ 'actorul de lumin# de zi sau coeficientul de iluminare natural# , ez , este !ări!ea ce caracterizează ilu!inatul încăperii pe planul de lucru, în raport cu ilu!inarea e#terioară. e z =
$ int $ ext
⋅ %++
>9 >9? 1.14/ în care 0int reprezintă valoarea ilu!inării într-un punct dat al încăperii( 0e#t - ilu!inarea e#terioară si!ultană a unei suprafeţe de lucru, produsă de lu!ina difuză a întregii bolţi cereşti. Bactorul de lu!ina de zi ia în considerare valabilitatea ilu!inatului interior, interior, deter!inată de condiţiile !eteorologice şi soluţiile ar%itectural-constructive. &lu!inarea e#terioară orizontală în spaţiu liber variază între 5 şi 15.555 l#. n calculele privind ilu!inatul ilu!inatul natural se ia în considerare 0 e#t F ;555 l#, valoare corespunzătoare zilei de 44 dece!brie ora J,:5 sau 1;,:5 pentru latitudinea geografică de ;;-;6 în care se încadrează şi ţara noastră. Bactorul de lu!ină de zi variază cu distanţa faţă de golul de lu!ină, depinz)nd de ad)nci!ea de pătrundere a lu!inii directe.
c/ niformitatea ilumin#rii naturale pe planul de lucru poate fi apreciată prin factorul de unifor!itate OuO, definit ca raportul între valorile !ini!e şi !a#i!e ale ilu!inării naturale în orice punct al încăperii şi între valorile !ini!e şi !edii ale ilu!inării pe planul de lucru. u =
$ min
u =
$ max
$ min $ med
(
1.1:/
c/ Unifor!itatea ilu!inării depinde de di!ensiunile şi a!plasarea golurilor de lu!ină, de di!ensiunile di!ensiunile pereţilor şi de capacitatea de refle#ie a finisa+elor interioare.
1..;. (aluarea ilumin#rii naturale. 4imensionarea golurilor de lumin#
&lu!inarea naturală necesară în cazul clădirilor curente, care prin natura activităţii ce o adăpostesc nu recla!ă condiţii de vizibilitate deosebite, se asigură prin respectarea unui raport între aria ferestrelor şi aria pardoselii. Kalorile acestui raport, pentru diferite tipuri de clădiri şi încăperi, sunt prevăzute în @A 7441<4-: şi variază între ?...@ pentru săli de desen, săli de clasă, săli de +oacă la grădiniţe de copii şi între 1<1;...1<15 pentru grupuri sanitare, coridoare, casa scărilor.
&n cazul clădirilor şi construcţiilor industriale care adăpostesc activităţi sau procese te%nologice ce necesită un anu!it nivel de ilu!inare pe planul de lucru, suprafaţa golurilor de lu!ină rezultă în ur!a unui calcul de ilu!inat natural. 2e ase!enea, prescripţiile te%nice în vigoare prevăd şi un control al ilu!inării efectiv realizate prin !ăsurări periodice cu a+utorul lu#!etrului. 0valuarea ilu!inării în diferite puncte ale planului de lucru, confor! @A 7441<4-:, necesită cunoaşterea factorului de lu!ină de zi, e z în aceste puncte
$ int =
$ ext ⋅ e z %++
1.1;/
în care 0int reprezintă ilu!inarea interioară( 0e#t - ilu!inarea e#terioară. Kaloarea !edie a ilu!inării interioare pentru o anu!ită perioadă, 0 int.!ed, este dată de relaţia $ int,med =
$ ext ⋅ e z ,med %++
1.18/
în care ez,!ed reprezintă factorul de lu!ină de zi !ediu, în procente. Bactorul de lu!ină de zi, e z , într-un punct oarecare al planului de lucru, include ; co!ponente, corespunzătoare celor ; surse ale ilu!inatului natural interior ez F ed T er,i Ter,cl T er,tr
1.17/
Kaloarea co!ponentei de cer a factorului de lu!ină de zi, e d , se calculează cu a+utorul relaţiei ed F ec j S j t 1.1L/
în care ec reprezintă factorul de cer sau coeficientul bolţii cereşti, definit ca raportul între proiecţia orizontală a porţiunii din bolta cerească vizibilă prin golul de lu!ină şi proiecţia orizontală a întregii bolţi cereşti( valoarea factorului de cer se stabileşte analitic @A 7441<4-:/ sau grafic, utiliz)nd !etoda inginerului 2aniliuc( S - coeficient care ţine sea!a de neunifor!ităţile bolţii cereşti şi se deter!ină cu relaţia .=
-
( % + ! sinθ )
1.1/ fiind ung%iul dintre planul orizontal şi linia ce uneşte punctul considerat centrul golului de lu!ină(
t - coeficientul general de reducere a lu!inii datorită obturării provocate de cercevele, de !urdărirea vitra+ului, de ele!entele structurale grinzi, fer!e etc./ Kalorile co!ponentei reflectate interne a factorului de lu!ină de zi, e r,i , pentru pentru orice orice punct al încăperii, se stabilesc, funcţie de coeficientul !ediu ponderat de refle#ie al suprafeţelor interioare, cu relaţiile er,i F ec !in j R 1 j t 1.1J/ în cazul ilu!inatului lateral prin ferestre/( er,i F ec !ed j R 4 j t 1.45/ în cazul ilu!inatului ilu!inatului zenital prin lu!inatoare/( er,i F ec !in j R 1 j t T ec !ed j R 4 j t 1.41/ în cazul ilu!inatului ilu!inatului co!binat, în care ec !in repr reprez ezin intă tă fact factor orul ul de cer cer !ini !ini! ! al plan planul ului ui util util pen pentr truu punct punctul ul cel cel !a !aii dezavanta+at/( ec !ed - factorul de cer, !ediu, al planului util( R 1, R 4 - coeficienţi de creştere a ilu!inării naturale datorită refle#iei lu!inii de către supraf suprafeţel eţelee inter interioa ioare, re, funcţi funcţiee de coefic coeficien ientul tul !ediu !ediu de refle# refle#ie ie a pereţi pereţilo lor, r, pardoselii şi tavanului tavanului încăperilor, încăperilor, D ! , dat de relaţia
ρm =
ρ%/ % + ρ! / ! + ... / % + / ! + ...
1.44/
în care D1 , D4 reprezintă factorii de refle#ie a fiecărei suprafeţe pentru principalele principalele !ateriale de finisa+ 1 , 4 - ariile suprafeţelor respective. Kaloarea co!ponentei reflectate e#terne a factorului de lu!ină de zi de la clădirile opuse sau învecinate, er,cl se deter!ină cu relaţia er,cl F 5,1 j ec,cl j t
1.4:/
în care er,cl reprezintă valoarea de calcul a factorului de cer de la porţiunea bolţii cereşti obturate de clădirile opuse, deter!inată analitic sau grafic. Kaloarea, er,tr , , co!ponentei reflectate e#terne de la terenul încon+urător se stabileşte cu relaţia er,tr F F ec !in j R : j t 1.4;/ în care ec !in reprezintă valoarea !ini!ă a factorului de cer corespunzătoare planului de lucru( R : - coeficientul de creştere a ilu!inării naturale funcţie de lu!ina reflectată de la terenul e#terior clădirii. Av)nd în vedere ponderea redusă a co!ponentelor e r,cl şi er,tr în în valoarea coeficientului e z în calculele curente, acestea pot fi negli+ate. 0valuarea ilu!inării în diferite puncte ale planului de lucru per!ite aprecierea !ăsurii în care care sunt sunt sati satisf sfăcu ăcute te e#ig e#igen enţe ţele le refe referi rito toare are la nive nivelu lull de ilu! ilu!in inar aree în zone zonele le cele cele !a !aii dezavanta+oase şi la unifor!itatea ilu!inării. ilu!inării.
1.;. 0luminatul natural al cl#dirilor cu diferite destinaţii 0#igenţele şi valorile nor!ate ale nivelurilor de perfor!anţă referitoare la ilu!inatul natural al clădirilor sunt funcţie de destinaţia acestora, !odul de realizare fiind deter!inat de soluţia ar%itectonică şi constructivă. Astfel, în cazul construcţiilor industriale, se foloseşte ilu!inatul de sus, prin lu!inatoare sau în siste! !i#t - cu lu!inatoare şi ferestre laterale. $entru a asigura nivelul de ilu!inat necesar în toate punctele de lucru se recurge, în anu!ite situaţii, la lu!ina reflectată prin vopsirea în alb a pereţilor sau c%iar a pardoselii de e#e!plu în cazul %alelor pentru construcţii de avioane/. $entru clădiri publice ilu!inatul natural este indisolubil legat de rezolvarea ar%itecturală şi artistică a interiorului. Karietatea !odurilor de rezolvare a ilu!inatului natural şi i!portanţa acestuia în punerea în valoare a ar%itecturii interioare şi c%iar a creării unei anu!ite stări sufleteşti se poate ur!ări la !onu!entele ar%itectonice din trecut - care nu şi-au pierdut i!portanţa şi încă pot servi ca !odele de folosire a ilu!inatului natural pentru evidenţierea soluţiei ar%itectonice a interiorului. interiorului. Un pri! e#e!plu ar fi te!plul din arnaY, care se caracterizează prin scăderea bruscă a ilu!inatului de la nava centrală spre navele laterale şi de la intrare spre sanctuar, cre)ndu-se i!presia vizuală de spaţiu ne!ărginit. Un alt e#e!plu îl prezintă $art%enonul, la care se presupune că acoperişul a fost se!itransparent, din ţiglă de !ar!ură, cre)nd , în cella te!plului un regi! lu!inos favorabil conte!plării zeiţei, în cinstea căreia se construise !onu!entul. &lu!inatul este unifor! de 49/ deci foarte slab co!parativ cu ilu!inatul e#terior toc!ai pentru a spori i!presia de concentrare şi linişte. Razele solare scot în evidenţă din se!iîntunericul se!iîntunericul interiorului unele porţiuni ale cupolei decorate cu casete cu relief accentuat. =a catedrala f. $etru din Ro!a se observă o scădere a ilu!inatului pe !ăsură ce se înaintează spre cupolă cca 49/. &lu!inatul la un nivel cobor)t, cu pereţi şi plafon cu slabă strălucire, creează i!presia de se!iîntuneric, scoţ)nd în evidenţă cupola străpunsă de razele soarel soarelui. ui. Berest Berestrel relee a!plas a!plasate ate la baza baza cupole cupoleii pe circu! circu!fer ferinţ inţăă lu!ine lu!inează ază putern puternic ic spaţiu spaţiull acesteia cre)nd iluzia unei înălţi!i !ari a cupolei ce parcă pluteşte în aer. *upola *atedralei f. $etru din Ro!a =a proiectarea ilu!inatului natural al sălilor de e#poziţia se pleacă de la caracterul e#ponatelor, e#ponatelor, a!plasarea lor în spaţiu, !ări!ea lor, factura, culoarea !aterialului. 2upă caracterul lor e#ponatele pot fi plane pictură, grafică, ţesături/, spaţială sculptură, ar%itectură/ sau în !işcare !aşini, !ecanis!e/. &n cazul e#ponatelor plane are o !are i!portanţă repartizarea lu!inii în încăpere. $entru buna vizibilitate este necesar ca ilu!inatul să fie !a#i! în zona e#ponatelor şi !ini! în zona privitorilor. privitorilor. $entru o bună vizibilitate a e#ponatelor spaţiale se va acorda o deosebită atenţie direcţiei lu!inii care trebuie să pună în valoare for!ele e#ponatului de obicei acestea sunt raze solare directe/. =u!ina diri+ată se creează cu a+utorul ilu!inării de sus, accesul făc)ndu-se pe trei direcţii. &n sălile cu e#ponate în !işcare nu este ad!is ilu!inatul prin raze solare directe, asigur)ndu-se asigur)ndu-se ilu!inarea intensă a locurilor de e#punere pentru a atrage atenţia vizitatorilor. vizitatorilor.
$entru e#ponatele plane, sălile vor fi ilu!inate de sus şi lateral sau nu!ai de sus
*onstrucţiile *onstrucţiile sportive sunt destinate antrena!entelor şi întrecerilor sportive. $entru soluţionarea eficientă a ilu!inatului sălilor de sport nu se pot folosi nor!ele geo!etrice ale ilu!inatului natural ce nu regle!entează proble!ele cantitative şi calitative ale ilu!inatului, ilu!inatului, ci prevăd nu!ai asigurarea for!ală a raportului suprafeţei suprafeţei golurilor de lu!ină către suprafaţa pardoselii. Blu#ul lu!inos ce pătrunde prin golurile de lu!ină trebuie să se repartizeze în încăpere neunifor!, în aşa fel ca ilu!inatul !a#i! să fie creat pe arena sportivă şi !ini! în zona spectatorilor. Raportul ilu!inatului !ini! către ilu!inatul !a#i! nu trebuie să fie !ai !are de 5,:. &lu!inatul sălii de sport trebuie să ră!)nă constant în toate orele ei de e#ploatare. Irient Irientare areaa golur golurilo ilorr pentru pentru lu!in lu!ină, ă, faţă faţă de punct punctele ele cardin cardinale ale şi o anu!it anu!ităă const construc rucţie ţie a ferestrelor, trebuie să ferească sala de sport de pătrunderea razelor de lu!ină directă, !ai ales în orele de înserare, c)nd soarele afl)ndu-se la o înălţi!e !ai !ică de :56 creează condiţiile cele !ai nefavorabile de însorire şi poate să provoace orbirea sportivilor şi a spectatorilor.
&lu!inatul natural al încăperilor din clădirile sanitare spitale, policlinici, sanatorii, case de odi%nă/ are o influenţă binefăcătoare asupra bolnavilor. bolnavilor. 2upă condiţiile vizuale ale !uncii, încăperile pentru pansa!ente, preoperatorii, săli de naştere trebuie ilu!inate natural deosebit de bine.
*erinţele igienice i!pun intensitatea ilu!inatului în saloanele de bolnavi. 2urata de însorire a saloanelor pentru bolnavi nu se reco!andă să fie !ai !ică de ore în perioada verii şi : ore pri!ăvara şi toa!na. ălile de operaţie se orientează spre nord, nord-est şi nord-vest pentru eli!inarea însoririi în cea !ai !are parte a anului. &n acelaşi acelaşi scop scop se reco!a reco!and ndăă şi folos folosire ireaa gea!ur gea!urilo ilorr dispe dispersa rsante nte de lu!ină lu!ină sau a blocurilor de de sticlă cu goluri. goluri. uprafaţa necesară a ferestrelor se deter!ină cu for!ula " f " p
n ⋅ %++ = + ,0 ⋅ emin
1.48/ " f " p
=
suprafata ferestrei suprafata pardoselii pardoselii
unde n emin
- valoarea !ini!ă nor!ată. n emin = %1
$entru saloanele bolnavilor se reco!andă . Referitor la clădirile şcolare, !edicii igienişti au stabilit că ilu!inatul natural insuficient aduc aducee un pre+ pre+ud udic iciu iu seri serios os vede vederi riii elev elevil ilor or,, iar iar lips lipsaa de înso însori rire re prod produc ucee boli boli legat legatee de !etabolis!. e propune un ilu!inat natural c)t !ai intens şi !ai unifor!. *alitatea ilu!inatului se apreciază, în particular prin raportul dintre strălucirea suprafeţelor interioare ale clasei către strălucirea locurilor de !uncă caiet, tablă/( de aceea este greşit ca pupitrele băncilor să fie vopsite în negru, ca şi tabla. Holder a stabilit e#peri!ental raporturile opti!e ale strălucirii suprafeţelor ce se află în c)!pul vizual al elevilor a într întree obie obiect ctul ul obser observa vaţi ţiei ei şi supra suprafe feţe ţele le învec învecin inat atee lui lui e#. e#. o foai foaiee de %)rti %)rtiee pe pupitru/ :1 :1 ( b între obiectul observaţiei observaţiei şi peretele din faţă l,1l ( c într întree obie obiect ctul ul obs obser erva vaţi ţiei ei şi şi pere perete tele le lat later eral al 1,; 1,;1 1.. Respectarea acestor raporturi este posibilă prin folosirea ferestrelor în bandă, a nuanţelor desc%ise ale plafonului şi pereţilor D ! \ 5,L5/, a gea!urilor care diri+ează lu!ina sau a altor !i+loace ce realizează în încăpere un c)!p lu!inos unifor!. Raportul între strălucirea tablei şi suprafaţa peretelui trebuie să fie 1<:. $entru sporirea strălucirii plafonului şi a zonei de sus a pereţilor se reco!andă folosirea gea!urilor pris!atice pris!atice sau a blocurilor cu goluri, ce au capacitatea de a reflecta lu!ina spre tavan şi partea opusă a încăperii. nălţi!ea şi for!a claselor au o !are influenţă asupra ilu!inatului. ilu!inatului. $lanul şcolii trebuie să fie c)t !ai co!pact, c o!pact, iar înălţi!ea claselor !icşorată. ]rădiniţele pentru copii trebuie a!plasate pe terenuri libere, desc%ise, bine însorite, la distanţe !ari de clădirile încon+urătoare, for!ele trebuie să fie si!ple, să nu producă u!brirea încăperilor principale prin părţile proe!inente ale clădirii. Ad)nci!ea încăperilor principale se caracterizează prin raportul ad)nci!ii încăperii către înălţi!ea golului pentru lu!ina lu!ina ce nu trebuie să depăşească 4,8. Binisarea interioară se va face în culori desc%ise coeficient de refle#ie plafon şi pereţi -5, şi 5,7, iar panourile de 5,:/.
&lu!inatul natural al încăperilor de locuit are ca valoare !ini!ă 5,89. *o!plicarea for!ei clădirilor atrage după sine nerespectarea nor!elor de ilu!inat în ung%iurile ung%iurile intr)nde. $entru ilu!inarea de!isolurilor şi subsolurilor se practică curţile de lu!ină, ce se reco!andă să fie acoperite cu panouri, ce refractă lu!ina şi î!piedică u!plerea cu gunoaie. $entru construcţiile %oteliere, ilu!inatul natural în cazul ca!erelor de cazare nu are prea !are i!portanţă deoarece acestea nu oferă dec)t un scurt răgaz de odi%nă. I preocupare specială trebuie să e#iste nu!ai în cazul %otelurilor balneare, în care se+urul este de !ai !ulte zile. 2upă cu! se poate observa, fiecare gen de construcţie, funcţie de activitatea pe care o adăposteşte, necesită un anu!e ilu!inat natural, cu raporturi bine stabilite între suprafaţa de ilu!inat şi suprafaţa pardoselii încăperii, în str)nsă legătură cu !aterialele şi culorile folosite.
P,-0C$A,A AC!$0C AC!$0C A !505-, 1. P,0NC0P00 <N,A5 $roble!ele legate de acustica sălilor sunt total diferite de cele de izolare a construcţiilor î!potriva zgo!otelor. Astfel, dacă în cazul izolării fonice se ur!ăreşte di!inuarea nivelului de zgo!ot sub li!itele ad!isibile, în cazul sălilor de audiţie, pe l)ngă di!inuarea zgo!otelor supărătoare provenite din trafic, din funcţionarea instalaţiilor etc. se ur!ăreşte punerea în valoare a sunetelor, asigurarea unui nivel de audiţie opti! în toate punctele sălii, fie că este vorba de producţie vorbită vorbită sau !uzicală. $reocupări pentru realizarea unei bune audiţii în edificiile publice datează din antic%itatea îndepărtată, nivelul atins în acest do!eniu reflect)ndu-se în calităţile acustice ale a!fiteatrelor din 0pidaur ]recia/ şi iracuza icilia/. A!fiteatrul în for!a de potcoavă de la 0pidaur, unul dintre cele !ai bine conservate edificii de acest gen, are o capacitate de 1L555 locuri, iar calitatea acustică deosebită poate fi ilustrată prin faptul că paşii o!ului sau aprinderea unui c%ibrit pe scenă se aud p)nă în ulti!ele r)nduri. $entru reflectarea sunetelor spre auditoriu şi pentru a!plificarea lor, în a!fiteatre, circuri etc. se utilizau diferite !i+loace fundaluri reflectante în spatele scenei, vase !ari rezonatoare din bronz sau teracotă, !ontate cu gura spre scenă, în nişe practicate în gradene etc.Kitruviu - 2e ar%itectură/. $ierdute în !are parte în lungul !ileniu al 0vului !ediu, cunoştinţele de acustica edificiilor publice, dob)ndite e!piric prin observare, intuiţie şi acu!ulare de e#perienţă, se !ai găsesc aplicate în cazuri izolate. Astfel, în unele biserici din nordul "oldovei se găsesc practicate goluri de diferite !ări!i sub for!a
- +odelul marco(ian al difuziei, care ia în considerare considerare !odelul !odelul fizic al refle#iei difuze. difuze. *u a+utorul acestei !etode pot fi analizate toate situaţiile reale de refle#ie, per!iţ)nd şi evaluarea duratei de reverberaţie. $rin co!binarea !ai !ultor !etode de si!ulare poate fi deter!inat c)!pul acustic nivelul de intensitate sonoră într-un nu!ăr finit de puncte/ în vederea adoptării unor !ăsuri de corecţie corespunzătoare.
2ivelul de intensitate intensitate sonoră determinat determinat de undele directe directe emise de ! surse surse
2in analiza c)!pului sonor pot rezulta două situaţii defavorabile probabile prezenţa unor puncte de concentrate concentrate a energiei acustice şi apariţia apariţia ecoului. a. Concentr#rile de energie pot fi generate fie de rezolvarea necorespunzătoare a peretelui din faţa scenei scenei fie de for!a tavanului tavanului sau a pereţilor laterali. laterali.
b. coul şi e(itarea lui. e ştie că dacă în calea undelor sonore intervine un obstacol, de e#e!plu un perete sau un ecran oarecare, undele lovesc ecranul şi se reflectă. Refle#iile pot fi utile a!plific)nd sunetul sau deran+ante afect)nd claritatea. ,efle9iile utile. n punctul A sunetele se vor auzi pe două căi calea directă -A şi calea undelor reflectate -eA. 2acă dist distan anţa ţa într întree - şi A este este !ică !ică,, sune sunete tele le se vor vor auzi auzi suprapuse în A. unetul direct va fi a!plificat cu sunetul reflectat, reflectat, în A a+ung)nd deci !ai !ultă energie dec)t dacă ar lipsi peretele . Refle#ia din e întăreşte sunetul fără a-l defor!a şi este folositoare. *u c)t distanţa dintre perete şi sursă este !ai !ică, cu at)t sunetul direct va preceda la un interval de ti!p !ai scurt undele reflectate ce se vor suprapun suprapune, e, confund) confund)ndundu-se se într-un într-un singur singur sunet sunet a!plifica a!plificat.t. Acesta Acesta este principi principiul ul acustic acustic al teatrului ro!an. @eatrul ro!an este de fapt, din punct de vedere acustic, o perfecţionare a teatrului grec. cena este acoperită de un plafon reflectant, av)nd partea +oasă spre fundul scenei, favoriz)nd astfel refle#iile sonore spre gradenele a!fiteatrului. =ocul orc%estrei se restr)nge la un se!icerc, în locul cercului întreg de la teatrul grec, apropiind astfel focarul de linia de de!arcaţie a scenei. &n plus se adaugă panourile reflectante laterale ale arlec%inilor, în for!ă de pris!e triung%iulare, triung%iulare, aşezate cu una din feţe înclinată la ;8 faţă de a#a longitudinală longitudinală a co!poziţiei. Kitruviu, ar%itect-inginer din epoca lui August, în lucrarea O2e ar%itecturaO se ocupă de teatrele greceşti şi ro!ane, de alegerea a!plasa!entelor a!fiteatrelor în funcţie de principiile acusticii, de legile ar!oniei şi principiile propagării sunetelor şi dă în acelaşi ti!p definiţii din care care reiese reiese că feno!e feno!enel nelee acusti acusticii cii - interf interferen erenţa, ţa, reverb reverbera eraţia ţia,, rezona rezonanţ nţaa şi ecoul ecoul - erau erau cunoscute şi folosite în acea vre!e. &n capitolul K al acestei opere Kitruviu se !ai ocupă şi de dispoziţia vaselor de bronz în a!fiteatre, care aveau rolul de rezonatori de sunet. =i!i =i!ita ta de ti!p ti!p ad!i ad!isă să într întree sune sunetu tull dire direct ct şi sune sunetu tull refl reflect ectat at,, de!o de!ons nstr trat atăă prin prin e#peri e#perienţ enţă, ă, pentru pentru refle# refle#iil iilee sonore sonore folosi folositoa toare, re, este este !ai !ică !ică de 1<18 1<18 secun secundă, dă, ceea ceea ce corespunde unor traiectorii depăşind cu 44,8 ! linia directă. c t
Unde Und e c este vitez vitezaa sunetu sunetului lui((
=
:;: 18
= 44 44,8 !
1/
t - ti!pul
,efle9ii d#un#toare. e presupune un spaţiu înc%is. &n punctul A sub acţiunea undei sonore ! intervin intervinee energia energia sonoră incidentă incidentă i peste care se suprapune energia reflectată r. Baţă de sursa ! s-a plasat un ecran , în spatel atelee lui A, la distanţa d faţă de de ! şi d= faţă de d e A. $resupune! d F 45 ! şi d[ F ;5 !. 2acă consideră! viteza de propagare a sunetului în aer la o te!peratură !edie, de :;: !
=
d :;:
=
;5 :;:
= 5,117 s
Un sunet e!is în se va auzi de această data de două ori în A, la un interval de apro#i!ativ o zeci!e de secundă. $entru ca acest feno!en să nu se producă ecoul/, diferenţa de dru! parcurs de unda reflectată şi cea incidentă, pentru fiecare punct al sălii trebuie să îndeplinească condiţia(
(d + d ) − (d − d ) ≤ D
D
-0!=
adic adicăă 4d' 4d' M 44,8 44,8 ! 4/ 4/ &n concluzie, refle#iile av)nd traiectorii ale căror lungi!i nu depăşesc linia dreaptă cu !ai !ult de 44,8 ! sunt folositoare, intensific)nd sunetele şi se vor păstra. 2acă se consideră punctul A cel !ai apropiat de scenă, rezultă distanţa !a#i!ă p)nă la punctul opus scenei de 11 !. 2acă din alte considerente nu poate fi respectată această condiţie, c ondiţie, peretele frontal trebuie tratat absorbant. 2in acest punct de vedere sălile se î!part în două categorii, care duc la !ăsuri constructive constructive diferenţiate - săli !ici, unde lungi!ea este !ai !ică de 11 ! - nu se aplică !ăsuri de absorbţie acustică( - săli !ari, cu lungi!ea !ai !are de 11 !, cu un perete reflectant pentru asigurarea difuziei c)!pului sonor/ şi cu un perete absorbant pentru evitarea ecoului/.
2. 4,A$A -P$0+ 4 ,,>,A/0 2upă cu! se ştie, durata unui sunet e!is într-un spaţiu înc%is este !ai !are dec)t durata aceluiaşi sunet în aer liber, fapt datorat unor legi foarte co!ple#e şi a diverşilor factori, cu! ar fi puterea şi poziţia sursei, poziţia relativă a auditoriului, auditoriului, pierderile şi absorbţiile diverşilor pereţi, ale plafonului, ale !obilierului, de di!ensiunile şi for!a încăperii şi în sf)rşit de co!punerea însăşi a sunetului. sunetului. Refle#iile Refle#iile sonore se succed succed la interval intervalee de fracţiuni fracţiuni de secundă, nedistincte nedistincte una faţă de cealaltă şi sunt percepute de urec%e ca o prelungire continuă a sunetului după oprirea izvorului, cu o reducere progresivă progresivă a intensităţii. intensităţii. Această prelungire se nu!eşte reverberaţie. ,e(erberaţia se poate defini deci ca ansamblu al efectelor rezultate din multiplele refle9ii sonore ce ur!ează repede una după alta şi datorită cărora sunetul persistă un ti!p într-o încăpere, după oprirea sursei sonore.
Reverberaţia se deosebeşte funda!ental de ecou, care după cu! a! văzut este o refle#ie unică, d)nd o repetare distinctă faţă de sunetul iniţial. 0coul repetă sunetul, reverberaţia îl prelungeşte. 2urata de reverberaţie este ti!pul care desparte clipa de oprire a sunetului de cea în care intensitatea sa !edie este redusă cu 75 dH. Beno!enul de reverberaţie este poziti( în !ăsura în care sporeşte intensitatea sunetului, d)nd culoare şi sonoritate cuv)ntului şi !uzicii şi negati( c)nd, printr-o prelungire prea !are a duratei sunetului, conduce la !ascarea sa. Astfel se poate vorbi de un ti!p opti! al reverberaţiei. 2iverşi cercetători şi autori nu sunt totuşi unani! de acord asupra valorii e#acte pentru durata de reverberaţie a unei săli de di!ensiuni date. &n aprecieri intervin, desigur, criterii subiective c)t şi alţi factork zgo!otele de afară sau din sală/. $unerea în valoare a unei producţii !uzicale nu se poate stabili după reguli absolute. $entru săli de concert, durata reverberaţiei trebuie adaptată genului de !uzică - reverberaţ reverberaţia ia scurtă scurtă pentr pentruu !uzica !uzica de de ca!eră ca!eră şi co!po co!poziţii ziţii caracterizat caracterizatee prin prin fineţe fineţe de de !ăsură( - reverb reverbera eraţia ţia !ai lungă lungă pentru pentru for!aţi for!aţiii !ari, orc%es orc%estra trale le şi co!poziţ co!poziţii ii cu efecte efecte largi largi de e#e!plu !uzica lui Eagner/. @eatrele de dra!ă sau de co!edie trebuie să aibă o reverberaţie ase!ănătoare cu a sălilor de conferinţă. Brecvenţele înalte sunt deter!inante pentru inteligibilitatea inteligibilitatea vorbei şi strălucirea sunetelor de !uzică, dar sunt cele !ai dăunătoare pentru ecouri sau interferenţe. Brecvenţele +oase a+ută volu!ul şi plenitudinea a!ploarea/ în !uzică şi vorbă( ele nu sunt at)t de supărătoare în cazul ecoului şi al interferenţei. &ntr-o for!ă generală, valoarea duratei opti!e de reverberaţie se poate calcula cu relaţia 4 optim =
ε %+
-
3
:/
unde este un coeficient cu valoare. funcţie de destinaţia sălii. Au fost stabilite astfel ur!ătoarele valori - pentru săli de conferinţe, studiouri studiouri de radio şi înregistrări de sunet se reco!andă un ti!p scurt de reverberaţie, variind între 5, şi 1,4 s, funcţie de volu!ul sălii, la frecvenţa !edie de 814 z( - pentru săli de cine!a, se ia în calcul F 5,( - pentru pentru săli săli de !u !uzică zică si!fon si!fonică ică,, F 1,4 1,4 ( - pentru pentru săli săli de dans, dans, festivalu festivaluri, ri, !uzică !uzică de orgă, orgă, F1,:. F1,:.
%. ',CN/ P,-P,00 ?0 'N-+N5 4 ,Z-NAN/ Brecvenţa sunetelor are o foarte !are i!portanţă în proble!ele de acustică şi în alegerea soluţiilor soluţiilor constructive. Brecvenţelor !ari le corespund sunete înalte sau ascuţite şi invers. $ornind de la situaţia particulară a unui spaţiu înc%is, de for!ă paralelipipedică, cu di!ensiunile m #, mX şi m z, frecvenţele proprii ale acestui spaţiu deter!ină unde sonore care, după refle#ii !ultiple în încăpere, interferează, produc)nd unde staţionare care se caracterizează prin concentrări de energie în centre şi noduri, afect)nd unifor!itatea c)!pului sonor. -a stabilit
e#peri!ental şi în practică faptul că frecvenţele proprii ale unui spaţiu cu : di!ensiuni se calculează cu relaţia f n
=
6 !
!
n x x
!
n + 5 5
!
+ n z z
;/
în care m#, mX, mz reprezintă di!ensiunile sălii( n, nu!ăr întreg pozitiv. Brecvenţele pot fi a#iale, tangenţiale, oblice, funcţie de orientarea undelor sonore faţă de supraf suprafeţe eţele le spaţi spaţiulu ului.i. =i!ita =i!itarea rea feno! feno!enu enului lui de rezon rezonanţ anţăă a frecve frecvenţe nţelor lor propr proprii/ ii/ în afara afara do!e do!eni niul ului ui ad!i ad!isi sibi bill este este posi posibi bilă lă prin prin adop adopta tare reaa unei unei for! for!ee şi a unor unor di!e di!ens nsiu iuni ni corespunzătoare, respect)nd rapoartele între ele.
. 0N$50<0>050$A$A !A C5A,0$A$A &n general, într-o sală bine concepută, !ică sau !are, trebuie nu nu!ai să auzi! vorbitorul, dar şi să înţelege! fără dificultate cuvintele. Această caracteristică se e#pri!ă prin coeficientul de articulaţie al sălii. Acest coeficient se stabileşte astfel se citesc cu voce tare sau destul de tare o serie de silabe, ce nu for!ează cuvinte Ologato!iO/( stenografii notează. $rocentul de silabe notate corect este coeficientul de articulaţie. &n ca!ere de aparta!ent el nu depăşeşte J79. "ai !ult de 79 reprezintă reprezintă un rezultat rezultat foarte bun( poţi înţelege înţelege pe vorbitor vorbitor fără a fi foarte atent. "ini!u! ad!isibil este de L59. $rocentul adăugat de o bună articulaţie a sălii !ăreşte cu 159 coeficientul. Rezultatele cele !ai bune se obţin d)nd d )nd sălii o durată de reverberaţie destul de !ică 5,7-1,5 s/. "uzicalitatea sau calitatea ti!brului sălii este o proble!ă foarte delicată la care, în afară de aplicarea !etodelor ştiinţifice este necesar şi si!ţul !uzical. A!eliorarea ti!brului sălii se face prin distribuţia c)t !ai variată a suprafeţelor absorbante şi reflectante şi prin controlarea succesivă a efectelor sonore obţinute pentru diverse instru!ente, ansa!bluri şi c%iar vorbă, de preferinţă cu asistenţa asistenţa unui şef de orc%estră orc%estră în afara inginerului inginerului de sunet. sunet. %. ,C-+A ,C-+AN4 N4,0 ,0 4 P,-0C P,-0C$A $A, , A !505!505-, , 3N 4, 4,A A A!0< A!0<,, ,,00 00 CA50$/00 AC!$0C $entr $entruu a proced procedaa raţion raţional al la proiec proiectar tarea ea sălil sălilor or de spect spectaco acole le sonor sonoree în genera general,l, a studiourilor, încăperilor ane#e, ar%itectul trebuie să cunoască şi să respecte anu!ite reguli şi principii h 'orma s#lii. $rin alegerea for!ei celei !ai potrivite din punct de vedere acustic, după deter!inarea destinaţiei sălii, se pot eli!ina !ulte proble!e de la bun început. &n general, orice for!ă este posibilă şi a!eliorabilă, fie prin trata!ente acustice, fie prin î!părţirea suprafeţelor interioare in f)şii absorbante şi reflectante, fie prin aplicarea a!belor !etode conco!itent. 0ste totuşi preferabil să adoptă! de la bun început o for!ă corespunzătoare cerinţelor acusticii. Astfel, sub aspect acustic, for!a trapezoidală reprezintă unele avanta+e, î!piedic)nd for!area ecourilor repetate fi asigur)nd o bună trans!isie a sunetelor directe. $entru asigurarea pre!iselor unei bune acustici, for!a sălii va fi controlată de aproape aceleaşi legi pe care ar%itecţii le-au întrebuinţat şi în trecut, pentru asigurarea unei cît !ai bune vizibilităţi.
Respec Respectar tarea ea uno unorr rapor raportur turii conven convenabi abile le între între lungi! lungi!ea ea şi lăţi!e lăţi!eaa sălii sălii,, în vederea vederea obţinerii unei for!e proporţionate în plan orizontal, a+ută în general la obţinerea unei acustici corespunzătoare.
Raportul m<=, în care m este lăţi!ea şi = lungi!ea sălii va fi cuprinsă între 1<; şi 1<4. Acest raport variază în funcţie de condiţii subiective. Bor!a în secţiune sau profilul sălii este controlat în !are parte de volu!ul opti! prescris în funcţie de unitatea de suprafaţă sau pe loc de spectator. *a for!e în secţiune sînt de evitat curbele concave, bolţile în cupole, care dau refle#ii convergente, concentr)nd sunetele şi d)nd loc unei defectuoase distribuţii a acestora.
uprafeţele concave cu !asa !are de curbură cel puţin de două ori distanţa de la portal la cel !al îndepărtat spectator/ nu sunt per!ise. per!ise. Kolu!ele e#cesive sunt de evitat din punct de vedere acustic. Ar%itectul trebuie să caute, !ai ales c)nd este vorba de încăperi !ari auditorii, teatre, cine!atografe/ să reducă la !ini!u! volu!ul, bineînţeles fără a sacrifica proporţiile, din punct de vedere al vizibilităţii. vizibilităţii. $rescripţiile în vigoare prevăd ca volu!ul sălilor să fie cuprins între ;,5 : : ! şi ,5 ! pe persoană. I for!ulă pentru a stabili raporturi favorabile între lungi!ea, lăţi!ea şi înălţi!ea săli de spectacol este î!părţirea lungi!ii sălii, în !edie şi e#tre!ă raţie sau X
=
'
+
sau
în care = reprezintă lungi!ea sălii(
= X ⋅'
8/
m, lăţi!ea( %, înălţi!ea.
h Pardoselile sălilor +oacă, de ase!enea, un rol i!portant şi trebuie luată în consideraţie !odalitatea lor de a fi tratate. Av)nd în vedere faptul că suprafaţa pardoselii este ocupată de ascultător şi deci puternic frag!entată, capacitatea ei de refle#ie se consideră a fi negli+abilă. Astfel for!a pardoselii se va stabili nu!ai funcţie de traiectoria directă a sunetelor. &n cazul în care sursa sonoră este repartizată pe o suprafaţă !ai !are se cere o înălţare succesivă a r)ndurilor de locuri teatre, săli de concerte etc./, lucru necesar şi pentru a asigura vizibilitatea. Rezultă astfel o for!ă curbă a profilului pardoselii, fapt ce trebuie să ţină sea!a de două considerente şi anu!e dacă pentru obţinerea vizibilităţii este necesar un ung%i de 146-186, pentru asigurarea asigurarea calităţii acustice este necesară o supraînălţare supraînălţare !ai accentuată. h 'orma suprafeţei ta(anului se stabileşte în ur!a studiilor de acustică geo!etrică, corelate cu studiul for!ei în plan şi a suprafeţei pereţilor. &ată şi c)teva situaţii de tratare a tavanului
a - nivelul de intensitate sonoră redus în rîndurile din spate( b - for!a curbă a tavanului duce la î!bunătăţirea cî!pului sonor în a doua +u!ătate a sălii( c - î!bunătăţirea cî!pului sonor prin frag!entarea tavanului şi înălţarea r)ndurilor( r)ndurilor( d - î!bunătăţirea calităţii acustice prin utilizarea e balcoanelor.
Bor!a în plan a tavanului se corelează cu for!a în plan a sălii astfel a stfel
2e reţinu reţinutt că for!a în plan plan a sălii sălii K&& poate poate fi. asociat asociatăă cu orice !od de tratar trataree al tavanului. suprafeţei pereţilor pereţilor trebui h 'orma suprafeţei trebuiee să fie studiat studiatăă astfel astfel înc)t să fie respecta respectate te ur!ătoarele condiţii distanţa între sursă şi ascultător trebuie să fie cît !ai !ică( for!a în plan să ia în considerare direcţionarea sunetului( ung%iul de vedere sub care se văd fotoliile li!ită din locul e!iţătorului de sunet trebuie să fie cît !ai !ic( este ne necesară di d iri+area re r efle#iei pr prin tr tratarea co c orespunzătoare a pereţilor laterali( aceste for!e se vor evita deoarece se ştie că for!ele concave duc la concentrări de sunete( este necesară corecţia acustică prin trata!ente absorbante pentru a se evita ecourile repetate. 2e reţinut că şi în cazul pereţilor, for!a tavanului trebuie corelată cu for!a în plan a sălii. h !uprafeţele care delimiteaz# s#lile se cer a fi frag!entate. Acest fapt are un dublu efect avanta+os avanta+os asupra asupra calităţii calităţii acustice acustice a sălilor sălilor favorizeaz favorizeazăă refle#ia refle#ia sunetelor sunetelor,, asigur)n asigur)ndd unifor!itatea unifor!itatea c)!pului c) !pului sonor şi intervin favorabil asupra duratei de reverberaţie a sălilor. sălilor. -a constatat astfel că cele !ai bune efecte acustice se obţin prin frag!entarea cu ele!ente ce au striaţii în ad)nci!e între 5,85 ! şi 1,55 ! şi o lăţi!e de la un !etru p)nă la doi !etri. 2acă aceste ele!ente la r)ndul lor se frag!entează prin profile curbilinii, se obţin rezultatele cele !ai bune, at)t în ceea ce priveşte frecvenţa !edia c)t şi în ceea ce priveşte frecvenţele cele !ai înalte. Brag!entările pot fi obţinute prin - ele!entele ele!entele de struct structură ură Z st)lpi, st)lpi, grinz grinzi( i( - prin util utilizarea izarea unor unor struct structuri uri acustice acustice specia speciale. le.
. +A$,0A5 ?0 !$,C$,0 '-N-A>!-,>AN$ &ntr-un spaţiu înc%is o parte din energia sonoră e!isă de o sursă venind în contact cu suprafeţele deli!itatoare se întoarce în încăpere datorită feno!enului de refle#ie, r , o parte este
trans!isă prin ele!entul de separaţie, t, iar altă parte este disipată la suprafaţă, transfor!)nduse în căldură, 0d. 0 F 0r T T 0t T 0d 7/ 0nergia disipată şi energia trans!isă sau, cu alte cuvinte, energia nereflectată este considerată ca fiind absorbită de suprafeţele încăperii, raportul între energia absorbită şi cea incidentă fiind nu!it coeficient de absorbţie acustică, (
α=
$ d + $ t $
=
$ a $
L/ Raportul între energia reflectată şi cea incidentă caracterizează capacitatea de refle#ie a suprafeţei prin coeficientul
ρ = $ r
$
/ &n general însă, energia trans!isă prin ele!entul de construcţie este negli+abilă şi prin ur!are, coeficientul de absorbţie acustică poate fi definit ca raportul între energia disipată şi cea incidentă. 2isiparea energiei este provocată de frecări, iar frecările cresc odată cu creşterea vitezei de deplasare a particulelor de aer. =a r)ndul său, viteza de deplasare a particulelor creşte cu frecvenţa, aşa înc)t pentru caracterizarea unui !aterial sau siste! din punct de vedere al absorbţiei acustice este necesar să se cunoască coeficientul de absorbţie pentru un do!eniu larg de frecvenţe. $entru obţinerea absorbţiei acustice sînt utilizate două procedee, bazate pe feno!ene fizice diferite - disiparea energiei prin frecare în cadrul unor !ateriale cu pori desc%işi - absorbanţi fonici poroşi( - disiparea energiei prin punerea în !işcare a unor siste!e oscilante care la rezonanţă a!plifică viteza de circulaţie a aerului, realiz)nd o sporire a eficacităţii frecărilor. iste!ele oscilante fonoabsorbante sînt de două categorii - !e!brane vibrante, const)nd dintr-un dintr-un volu! de aer care for!ează resortul siste!ului oscilant şi dintr-o !e!brană care înc%ide acest volu! de aer şi a cărei !asă constituie !asa siste!ului oscilant( - rezo rezona nato tori ri care care sînt sînt sist siste! e!ee !e !ecan canic icee cons const) t)nd nd din din cavit cavităţ ăţii cu aer aer desc desc%i %ise se,, co!uni co!unic)n c)ndd cu e#teri e#terioru orull printr printr-u -unn orific orificiu iu g)t/( g)t/( resor resortul tul siste! siste!ulu uluii oscil oscilant ant este este constituit din volu!ul de aer care u!ple cavitatea, iar !asa oscilantă din !asa aerului din orificiu.
"aterialele utilizate ca absorbanţi fonici poroşi sunt vată !inerală, vată de sticlă, $B= poros, p)slă, poliuretan. "ontarea acestora se face direct pe suport sau cu interspaţii de aer, iar !ascarea se realizează cu p)nză de sac. "e!branele vibrante sunt plăci subţiri, alcătuite din !ateriale dense placa+, $B= dur, sticlă, $A= $A= etc./, cu grosi!e !ică şi !asă redusă sub 15 g
VENTILAREA NATURALĂ A CLĂDIRILOR
14
20
24 ebitul nece#ar Bm*/;
4i). 1. &ebitul de aer necesar pentru o persoană Roxele sunt generate în principal de activităţile din cadrul unei clădiri, cele mai importante fiind#
•
gazele toxice (generate de anumite activităţi sau c'iar de construcţia însăşi", praful, aerosolii$
•
mirosurile, la care persoanele care intră într9o încăpere sunt foarte sensibile$
•
vaporii de apă care conduc la creşterea umidităţii relative şi a riscului de condens$
•
căldura în exces rezultată din activităţile umane şi aporturile solare.
Godul în care au loc procesele de ventilare naturală sau mecanică în cadrul unei clădiri influenţează# •
calitatea aerului interior şi în consecinţă sănătatea ocupanţilor$
•
pierderile de căldură, deci consumurile de energie$
•
umiditatea aerului interior, deci condiţiile de confort şi durabilitate ale construcţiei$
•
condiţiile de confort referitoare la viteza de mişcare a curenţilor de aer la interior.
I ventilare inadecvată, prea intensă sau prea lentă, poate avea consecinţe negative în ambele situaţii. Astfel, Astfel, o ventilare prea puternică conduce la# •
creşterea vitezei aerului interior, interior, cu consecinţe negative asupra condiţiilor condiţiilor de confort$
•
ma%o ma%ora rarea rea cons consum umur urililor or de ener energi giee în sezo sezonu null rece rece,, dato datori rită tă pier pierde deri rilo lorr term termic icee suplimentare.
8entilarea insuficientă poate avea drept urmări# ur mări# •
deprecierea compoziţiei aerului interior, mirosuri, concentraţii prea mari de vapori de apă şi diverşi poluanţi$
•
riscul riscul de condens şi de apariţie a mucegaiului mucegaiului în zonele reci ale elementelor elementelor anvelopei clădirii, în special la punţile termice.
I parte din poluanţi, cum sunt mirosurile şi substanţele care dega%ă mirosuri caracteristice (formalde'ida", sunt percepuţi imediat, în mod direct. Hxistă însă poluanţi care se manifestă indirect, prin efectele lor asupra stării de sănătate a ocupanţilor, efecte care pot fi pasagere sau pot cauza afecţiuni grave. Astfel, bioxidul de carbon în concentraţii mai mari de !? provoacă migrene, sufocare, tulburări de discernăm*nt. Gonoxidul de carbon provoacă durere de cap$ praful 9 iritaţii şi alergii$ mucegaiul 9 afecţiuni respiratorii, astm etc. Hste cunoscut D1indromul
clădirilor bolnaveT (1Z1" ce se manifestă la persoane care locuiesc sau lucrează într9o anumită clădire prin apariţia unor simptome specifice ca uscarea mucoaselor, iritaţii ale pieii şi oc'ilor, durere de cap sau de piept, oboseală, indispoziţie, letargie, pierderea mirosului, dificultăţi de concentrare. Aceste Aceste simptoame dispar atunci c*nd persoanele părăsesc clădirea. Fnii factori biologici şi c'imici specifici mediului interior pot cauza afecţiuni grave ca infecţii ale aparatului respirator, boala Xegionarului, boli cardiovasculare, cancer pulmonar etc. care spre deosebire de 1Z1, odată instalate, necesită tratament de lungă durată.
. Ve#tilarea #atural%. Criterii 0i #i,eluri e per/or!a#&%. Ve#tilarea Ve#tilarea #atural% este !ilo$ul pasi, e e a asi)ura aerisirea $l%irilor+ o $l%ire /ii# $o#$eput% 0i realiat% "# a0a /el "#$>t s%50i asi)ure ea "#s%0i /u#$&io#area ,e#til%rii. E'ist% o trai&ie "# Ro!>#ia e a utlia #eeta#0eit%&ile a#,elopei pe#tru ,e#tilare $are se $o!pletea% $u es$(ierea /erestrelor.A$est lu$ru #u !ai este posi2il "# $o#i&iile utili%rii u#ei t>!pl%rii eta#0e 0i a u#ei "!2r%$%!i#&i e prote$&ie ter!i$%. Cntensitatea ventilării unei încăperi sau unităţi funcţionale poate fi apreciată după următoarele criterii# - debitul de aer împrospătat, exprimat în m.c4' sau m.c 4' şi persoană, - rata ventilării data de raportul între volumul de aer împrospătat pe oră şi volumul încăperii, exprimată în volume pe oră sau ' 9!$ între rata ventilării şi debitul necesar de aer proaspăt există o relaţie directă$ - viteza de mişcare a aerului în încăperi
De2itul e aer proasp%t #e$esar+ respectiv rata minima necesară a ventilării, poate fi stabilită cunosc*nd concentraţia maxima admisibilă pentru poluantul principal onsider*nd emisia de poluant discontinuă, concentraţia c la momentul t este data de relaţia# *.t/
= *e +
* ]
Og4m-
Cn cazul regimului permanent, respectiv a unui debit constant de emitere a poluantului şi a unei ventilări continue, se obţine#
2 nec
=
] *i
− *e
Om-4' n nec =
Rata #e$esar% e ,e#tilare este data de raportul
2 nec K
O@9.
u c*t rata ventilării este mai redusă, cu at*t se pune mai acut problema evacuării gazelor radioactive, în special a radonului provenit din teren sau din materiale de construcţie.
Valorile Valorile #or!ate pentru rata ventilării la locuinţe au evoluat în sensul reducerii acesteia pentru diminuarea consumurilor energetice. Astfel în :ranţa, p*nă în anul !, se recomanda o rată a ventilării de ! vol4' pentru camerele principale şi de + vol4' pentru încăperile de serviciu (baie, bucătărie". 1e admitea că -/ m -4' şi persoană constituia un minimum absolut. Cn !, o primă reglementare reglementare,, reducea debitul la /,< vol4', iar în !>+, această această rată a fost redusă la /,= vol4', valoare rezultată pe baza debitelor ce trebuie evacuate din încăperile de serviciu, funcţie de numărul camerelor principale (tabelul 0". 1e admite că este vorba de o ventilare generală, cu admisia aerului prin camerele principale şi evacuarea prin băi şi bucătării. Pentru clădirile social culturale valorile pentru rata minima a ventilării sunt prezentate în tabelul <.
Vite Viteaa e !i0$are !i0$are a aerulu aeruluii constituie un alt criteriu de calitate a ventilării. 1istemele de vent ventililar aree treb trebui uiee să func funcţiţion onez ezee astf astfel el înc* înc*tt la nive nivelul lul ocup ocupan anţiţilo lorr vite viteza za aerul aerului ui să nu depăşească o anumită, care este funcţie de natura activităţii care se desfăşoară în spaţiul construit. &acă încăperea este destinată unei activităţi sedentare (locuinţă, birou, sală de spectacole spectacole"" nu se va depăşi depăşi /,!< m4s, în timp ce pentru locuri de muncă ce reclamă reclamă oarecare efort fizic, atelier sau magazin, se va merge p*nă la /,+= m4s. în spaţiile în care ocupanţii se găsesc într9o mişcare permanentă viteza aerului poate fi de /,= m4s în zona temperată . în zonele cu climat cald se poate a%unge la viteze de +..- m4s, ceea ce favorizează intensificarea sc'imburilor de aer prin convecţie.
poate fi determinată cu relaţia# E/i$ie#&a ,e#til%rii într9un anumit loc din încăpere poate 0=
− *e *i − *e
*v
O? în care v este concentraţia concentraţia în poluant din aerul viciat viciat care iese din încăpere, e, concentraţia de preferinţă nulă, în aerul proaspăt din provenit din exterior, iar iar i concentraţia locală în punctul considerat. Hficienţa ventilării variază de la /, dacă aerul proaspăt se întoarce direct în exterior (v 3 e " la infinit, dacă aerul proaspăt este adus direct în punctul considerat ( i 3 e" trec*nd prin valoarea ! pentru ( v 3 i". 1copul ventilării este de a menţine, în anumite puncte, concentraţia i sub o anumită valoare maxima admisibilă. Cn practică, eficienţa ventilării poate fi apreciată dacă se cunosc punctele de emisie a poluanţilor şi debitelor acestora.
9. Siste!e e ,e#tilare Fn sistem de ventilare reprezintă totalitatea elementelor de construcţii şi4sau de instalaţii care contribuie la realizarea sc'imbului de aer între clădiri şi mediul ambiant, cuprinz*nd admisia aerului proaspăt, tranzitarea clădirii şi evacuarea aerului încărcat cu poluanţi. :uncţie de forţele care generează mişcarea aerului, ventilarea poate fi# −
naturală, c*nd se realizează ca efect al diferenţelor de presiune dintre interiorul şi exteriorul clădir clădirilo ilor, r, generat generatee de factor factorii natura naturali, li, respec respectiv tiv difere diferenţa nţa de temper temperatu atură ră şi acţiun acţiunea ea v*ntului$
−
mecanică, atunci c*nd mişcarea aerului se produce cu a%utorul unor maşini sau instalaţii (ventilatoare, pompe, in%ectoare etc."$
−
'ibri 'ibridă dă,, mixt mixtăă sau sau natu natura rală lă asis asista tată tă,, c*nd c*nd admi admisi siaa aeru aerulu luii se real realiz izea ează ză natu natura rall iar iar evacuarea prin mi%loace mecanice.
este avanta avanta%oa %oasă să întruc întruc*t *t necesi necesită tă invest investiţi iţiii iniţia iniţiale le şi c'eltu c'eltuiel ielii de Ve#ti e#tila lare reaa #atu #atura ral% l% este întreţinere minime, este silenţioasă, nu prezintă pr ezintă riscuri pentru sănătatea utilizatorilor$ sistemele de ventilare naturală sunt compatibile cu aparatele mena%ere de ardere a combustibililor (sobe, maşini de gătit etc." ;rebuie menţionate însă şi unele aspecte negative cum sunt# dependenţa de condiţiile climatice (temperatura exterioară, viteza şi direcţia v*ntului", dificultăţi în controlul
debitelor şi al infiltraţiilor parazite, afectarea ar'itecturii prin prezenţa canalelor de ventilare pe acoperiş.
Ve#tila Ve#tilarea rea !e$a#i$% !e$a#i$% corectează unele din inconvenientele ventilării naturale în sensul că permit permitee contro controlul lul debite debitelor lor şi repart repartiţi iţiaa raţion raţională ală a aerulu aeruluii proasp proaspăt ăt între între încăpe încăperi, ri, asigură asigură concordanţa între debite şi necesităţi, elimină infiltraţiile parazite. &ezavanta%ele pe care le prezintă ventilarea mecanică constau în consumul de energie în exploatare şi c'eltuielile de întreţinere, zgomotul care însoţeşte funcţionarea ec'ipamentelor şi instal instalaţi aţiilo ilor, r, incomp incompati atibili bilitat tatea ea cu aparat aparatele ele de ardere ardere mena%e mena%ere, re, apariţ apariţia ia unor unor situaţ situaţiiii de disconfort local. u toate avanta%ele pe care le prezintă ventilarea mecanică, sistemele de ventilare naturală cunosc o revenire în atenţia proiectanţilor, semnal*ndu9se o orientare spre asemenea soluţii nu numai în cazul clădirilor de locuit ci şi a celor social culturale. Pentru a se produce sc'imbul de aer între clădiri şi mediul exterior prin mi%loace naturale trebuie să existe# −
diferenţă de presiune între interior şi exterior suficient de mare pentru a compensa pierderile de sarcină şi a asigura circulaţia aerului cu debite corespunzătoare cerinţelor$
−
un sistem de ventilare corect conceput şi realizat care să permită admisia aerului proaspăt din exterior, circulaţia pe traseul stabilit şi evacuarea aerului poluat din interior.
Cn plus, sistemul de ventilare trebuie să răspundă şi unor cerinţe complementare # −
să funcţioneze cu consumuri energetice minime $
−
să permită evacuarea produselor de combustie, at*t în cazul sobelor cu lemne, cu gaz sau cu alţi combustibili pe bază de 'idrocarburi, racordate la coşuri de fum, cat şi în cazul maşinilor de gătit de tip aragaz neracordate la canale$
−
să contribuie la protecţia la incendii prin limitarea transmisiei fumului şi a gazului de combustie de la o încăpere în flăcări la altă încăpere şi împiedicarea refulării fumului şi a gazelor prin gurile de extracţie $
−
să limiteze transmisia zgomotelor exterioare prin grilele de admisie ale aerului prevăzute în faţade sau, între apartamente, apartamente, prin canalele colectoare, colectoare, specifice specifice locuinţelor locuinţelor colective. colective. :uncţie de modul cum sunt asigurate căile de circulaţie a aerului, ventilarea naturală poate fi
# −
−
or)a#iat%+ c*nd are loc prin desc'ideri şi amena%ări speciale, cu posibilităţi de control şi reglare a sc'imbului de aer în concordanţă cu necesităţile$ spontană, nă, c*nd c*nd se produc producee pe căi neamena%a neamena%ate te în mod specia speciall (pori, (pori, #eor) #eo r)a#i a#iat at%+ %+ sponta microfisuri, fisuri, rosturi neetanşe între elemente etc."
=. 4or&ele #aturale $are eter!i#% $ir$ula&ia aerului 1c'imbul de are interior9exterior este un fenomen complex, rezultat al acţiunii combinate a unor forte naturale şi influenţat de mai mulţi factori. Principalele forte care determină mişcarea maselor de aer între interiorul şi exteriorul clădirilor sunt diferenţa de temperatură şi presiunea v*ntului (fig. !".
4i).1
=.1 Di/ere#&e e e#sitate "#tre aerul i#terior 0i e'terior tiraul ter!i$
&iferenţa de presiune termică qp(;", cunoscută sub numele de tira% termic sau efect de coş este generată de diferenţa de greutate a coloanelor virtuale de aer de aceeaşi înălţime ', din interiorul şi exteriorul clădirii (fig. +". &ar greutatea specifică a aerului este invers proporţională cu temperatura absolută conform relaţiilor#
e
= D5 ⋅ g ⋅
@5
i
@e
= D5 ⋅ g ⋅
@5 @i
$ op.@/
= D5 ⋅ g ⋅ % ⋅
@5 @e ⋅ @i
( @i − @e )
rezultă
4i). *
Pentru domeniul care interesează în probleme de ventilare naturală, produsul ;, ; e, poate fi considerat constant şi egal cu ; /+, ceea ce conduce la# op .@/ ≈ 5,5;7 ⋅ % ( @i
− @e )
Planul orizontal orizontal caracteriz caracterizat at prin presiuni egale ale aerului aerului interior interior şi exterior, exterior, pla#ul #eutru o#aa #eut #eutr% r%+ + reprezi sau o# reprezintă ntă planul planul de referi referinţă nţă pentru pentru stabil stabilire ireaa mărimi mărimiii şi distri distribuţ buţiei iei difere diferenţe nţelor lor de presiu presiune ne dintre dintre cele cele două două medii medii ca urmare urmare a difere diferenţe nţeii de temper temperatu atură. ră. &istribuţia de presiune termică pe înălţimea clădirii şi poziţia reală a planului neutru este
influenţată de poziţia golurilor de admisie şi evacuare şi permeabilitatea la aer a anvelopei (fig. -".
:ig.0
=.* Di/ere#te e presiu#e eter!i#ate e ,>#t
Acţiunea v*ntului asupra clădirilor determină creşteri ale a le presiunii aerului pe suprafeţele expuse şi subpresiuni pe cele din umbra aerodinamică, faţă de presiunea barometrică (p /" ca urmare a transformării unei părţi din energia cinetică a aerului în energie potenţială, la înt*lnirea unui obstacol. Gărimea presiunilor rezultate depinde de presiunea dinamică a v*ntului (p d", respectiv de viteza, v, şi greutatea specifică a aerului, a, şi de caracterul curgerii aerului în %urul clădirii, conform relaţiei#
n
p n
= c ⋅ p d = c ⋅ v
4
⋅ a
4g
în care c, coeficientul aerodinamic, exprimă cota parte din presiunea dinamică care acţionează pe suprafaţa unui element al clădirii. 8alorile coeficientului aerodinamic sunt variabile pe conturul exterior al clădirii, depinz*nd în principal de forma în plan şi în spaţiu a acesteia şi ung'iul de incidenţă al v*ntului$ pentru clădir clădirile ile atipic atipice, e, care care nu se încadr încadreaz eazăă în preved prevederil erilee standa standardul rdului, ui, valori valorile le coefic coeficien ientul tului ui aerodinamic se determină prin modelări în tunelul aerodinamic. ercetări pe modele şi la scară naturală au demonstrat că presiunea v*ntului pe suprafeţele elementelor de înc'idere are valori diferite şi variabile, funcţie de parametrii aerului în mişcare în vecinătatea clădirilor şi de caracteristicile caracteristicile geometrice ale acestora acestora (fig. =".
&iferenţa de presiune între diferite puncte ale anvelopei poate fi apreciată pe baza relaţiei# op v = p n,i n
− p n,n +
OR4m+
în care dacă se înlocuieşte expresia presiunii dinamice de bază, se obţine# obţine#
op v
= ( * n,i − * n, + ) ⋅ v
4
⋅ r
4g
4i). = &iferenţa de presiune între diferite puncte ale anvelopei poate fi apreciată pe baza relaţiei# op v = p n,i n
− p n,n +
OR4m+
în care dacă se înlocuieşte expresia presiunii dinamice de bază, se obţine# obţine#
op v
= ( *n, i − * n, + ) ⋅
v
4
⋅ r
4g
&iferenţele de presiune determinate de v*nt provoacă un curent de aer transversal cu at*t mai puternic cu cat neetanşeităţile sunt mai mari$ aceasta face să crească importanţa fisurilor şi rosturilor parazite care determină infiltraţii necontrolate de aer, cu efecte defavorabile asupra confortului şi consumurilor energetice.
&iferenţele de presiune care apar în interiorul clădirilor depind de rezistenţa la curgere a aerului prin gurile de admisie şi rosturile neetanşe, precum şi de poziţia acestora faţă de direcţia v*ntului. în clădirile cu compartimentare deasă cum sunt locuinţele, mai intervin rezistenţa goluri golurilor lor interi interioar oaree şi permea permeabil bilita itatea tea la aer a pereţi pereţilor lor interi interiori ori.. &acă &acă desc'i desc'ider derile ile pentru pentru circulaţia aerului sunt repartizate uniform pe toate faţadele clădirii, presiunile interioare se stabilesc în general în %urul valorii /,+ p d, a%ung*nd la /,> p d c*nd desc'iderile predomină pe fata expusă şi la /,+L/,0 p d c*nd faţada umbrită este cea care prezintă prezintă mai multe desc'ideri (permeabilitate mai mare". Hfectul combinat al actiunii vantului si diferentei de temperatura poate fi favorabil sau nu ventilarii functie de directia vantului in raport cu desc'iderile din pereti. (fig."
a
debit
b
vDnt
debit
tira
vDnt tira
vite:a vDntului
vite:a vDntului
:ig.
=. Di/ere#&e e e#sitate a aerului pe /a&aele opuse $a e/e$t al orie#t%rii :aţadele expuse soarelui se încălzesc, încălzind şi straturile de aer cu care vin în contact. a urmare, densitatea aerului din vecinătatea faţadelor însorite este mai mica în raport cu cea a straturilor care se găsesc în umbra, în vecinătatea faţadelor opuse. Aceasta dă naştere la o diferenţă de presiune şi un curent transversal. &eşi este mai puţin puternic dec*t cel generat de presiunea v*ntului, pe acest efect se bazează sistemele de ventilare destinate asigurării confortului în condiţii de climat cald, sau în condiţii de vară în zona temperată
. S$(e!e e ,e#tilare 1unt cunoscute următoarele sc'eme compatibile cu ventilarea naturală# 9 vent ventililar area ea inde indepen pende dent ntăă a fiecă fiecăre reii încăpe încăperi ri$$ −
ventilarea generală sau de ansamblu, a unui apartament sau a unui eta%$
9
vent ventiilare lare combi ombina nattă.
Practic, Practic, modalităţile modalităţile de funcţionare funcţionare a ventilării ventilării coexistă coexistă şi intervin într9o măsură mai mare sau mai mica, funcţie de mărimea diferenţei de presiune, caracteristicile constructive şi modul de exploatare.
6.1 Ve#tilarea i#epe#e#t% a /ie$%rei "#$%peri Cn baza acestui acestui principiu, intrarea intrarea şi evacuarea aerului se efectuează efectuează în aceeaşi aceeaşi încăpere, încăpere, fie printr9un singur orificiu de mari dimensiuni, fereastra, fie prin două orificii, amplasate ambele în faţadă, sau unui în faţadă şi unui în canalul de ventilare (sistem propriu bucătăriilor" (fig. ". Xa ma%oritatea clădirilor existente, împrospătarea aerului se face prin neetanşeităţile anvelopei, în special ale ferestrelor. &in acest motiv, înlocuirea ferestrelor existente cu ferestre etanşe, poate provoc provocaa grave grave pre%ud pre%udici iciii ventil ventilări ăriii camere camerelor lor princi principal pale, e, dacă dacă se contea contează ză pe ventil ventilare areaa independentă
admi#ie 3 evacuare Bprin aceeaEi $erea#tr
canal ventilare
4i). 3 @eal @ealiz izar area ea vent ventililăr ăriiii inde indepe pende ndent ntee pres presup upun unee o etan etanşe şeititat atee perf perfec ectă tă a elem elemen ente telo lorr de compartimentare, în special a uşilor de legătură între camere. um acest lucru este greu de realizat practic, av*nd în vedere şi tendinţa ar'itecturii modeme de flexibilizare a partiului, at*t valoarea debitelor de aer cat şi traseul curenţilor sunt dificil de controlat. Pot să apară situaţii în care aerul circulă dinspre piesele de serviciu spre cele principale, mai ales în prezenţa v*ntului 6.* Ve#tilarea Ve#tilarea )e#eral% )e#eral% 7e a#sa!2lu8 Pri#$ipiul ,e#til%rii )e#erale )e#erale $o#st% "# a i#trou$e pe $ale #atural% sau !e$a#i$% aer bucătărie proasp%t "# $a!erele pri#$ipale ale lo$ui#&ei 0i e a e'tra)e aerul ,i$iat pri# $a#ale e ,e#tilare+ a!plasate e re)ul% "# 2u$%t%rii 0i )rupuri sa#itare 7/i). :8. *c baie
4i). 3 1c'ema se recomandă a fi aplicată de fiecare data c*nd este posibil, fund singura care permite asigurarea transferului de aer din piesele mai puţin poluate spre cele cu emisii de poluanţi. Aerul proaspăt pătrunde în interiorul locuinţei prin# −
dispozitive de admisie plasate în traversa superioară a ferestrei, în cutia de rulou sau în partea opacă a peretelui exterior#
−
insuflare directă în fiecare din piesele principale.
;ranzitarea se face prin orificiile de tranzit prevăzute special la partea inferioară a uşilor dintre încăperi. Aerul viciat este extras în încăperile de serviciu prin guri de evacuare şi eliminat apoi spre exterior prin intermediul canalelor de ventilare individuale sau colective Pentru ca debitul de aer proaspăt care intră în încăperile principale să fie aproximativ egal cu debitul debitul extras extras în cele de serviciu serviciu trebuie eliminate intrările intrările parazite cum sunt uşile de acces în apartament. 8enti entila lare reaa gene general ralăă se poat poatee real realiz izaa şi sub sub acţi acţiun unea ea v*nt v*ntul ului ui,, sub sub form formaa de vent ventililar aree transversală. 1istemul este folosit în special în zonele cu climat cald, pentru optimizarea confortului interior.
6. Ve#til Ve#tilare are $o!2i#at% $o!2i#at% I# $arul a$estei s$(e!e a!isia aerului are lo$ "# "#$%peri i/erite e $ele "# $are se prou$e e,a$uarea+ ar traseul $ure#&ilor #u este pe epli# $o#trolat e e'e!plu i#tr%rile su#t a!plasate "# $a!erele pri#$ipale+ e,a$uarea "# 2u$%t%rie+ iar )rupurile sa#itare su#t ,e#tilate separat pri# /erestre+ a$estea #eparti$ip># ire$t la ,e#tilarea restului aparta!e#tului 7/i). 8. De2itul e aer e'tras "# 2u$%t%rie asi)ur% eli!i#area polua#&ilor 0i tre2uie e$(ili2rat e e2itul a!is "# $a!erele pri#$ipale+ $are "#s% #u este toteau#a su/i$ie#t pe#tru a asi)ura $alitatea aerului "# a$este "#$%peri.
4i). :
a
b
3. Realiarea ,e#til%rii #aturale 1istemele 1istemele de ventilare ventilare se diferenţiaz diferenţiazăă între ele prin forţele forţele care pun în mişcare mişcare masele de aer dar şi prin modul în care se realizează practic admisia şi evacuarea şi, dacă este nevoie, tranzitarea încăperilor.
3.1 Ve#tilarea pri# /erestre 8entilarea cu a%utorul ferestrelor este cea mai vec'e, mai simplă şi mai răsp*ndită modalitate de aerisire a încăperilor clădirilor obişnuite. 1e adoptă în situaţiile în care se urmăreşte un sc'imb de aer intens şi de scurtă durată între încăpere şi exterior (cum se se înt*mplă în cazul bucătăriilor, bucătăriilor, băilor etc.", fiind mai puţin eficiente în cazul c*nd se doreşte un debit mic de aer, dar continuu şi controlat. &e aceea, pe plan european, ferestrele sunt privite ca mi%loace de ventilare complementare. În ţara noastră ferestrele şi uşile exterioare răm*n însă principalul mi%loc de realizare a ventilării naturale organizate. 8entilarea prin ferestre pe baza tira%ului termic nu dă rezultate dacă temperaturile aerului exterior şi interior sunt apropiate, situaţie înt*lnită rar şi de scurtă durată. ;rebuie avut în vedere şi faptul că acţiunea v*ntului, c'iar la intensităţi mici, determină diferenţe de presiune suplimentare care activează sensibil sc'imbul de aer dintre exterior şi interior. În ipoteza unei etanşeităţi perfecte la aer a elementelor ce delimitează încăperea, încăperea, la desc'iderea ferestrei planul zonei neutre se va situa la %umătatea înălţimii ferestrei, ceea ce va determina o distribuţie a diferenţelor de presiune conform :ig. 0..
+e
anotimp cald BT i F Te
+i
+e
nivelul neutru
anotimp rece BTi ( Te
4i). 9.6. &istribuţia diferenţei de presiune termică pe înălţimea ferestrei Hxistă o multitudine de tipuri de ferestre, funcţie de modul de desc'idere (:ig. 0.<". :erestrele de tip DaE cu desc'idere obişnuită, în general spre interior (:ig. 0.<.a", şi cele de tip DbE, cu desc'idere la partea superioară (:ig. ( :ig. 0.<.b", permit realizarea unei bune etanşări pe contur, între toc şi cercevea. ;ipul DbE conduce la o protecţie suplimentară la v*nt v*nt şi ploaie, dar nu permite utilizarea completă a suprafeţei ferestrei. Hxistă de asemenea ferestre cu sistem de desc'idere dublu, care combină tipurile DaE şi DbE, fiind astfel unul dintre cele mai raţionale tipuri de fereastră. :erestrele basculante de tip DcE (:ig. 0.<.c" au avanta%ul de a plasa una sau cealaltă dintre feţe spre interior, dar pune probleme de etanşare, iar rotirea trebuie să fie Dfr*natăE pentru a nu fi antrenate de v*nt. :erestrele escamotabile de tip DdE (:ig. 0.<.d" prezintă un grad de etanşare mediu, dar au avanta%ul că se manipulează uşor şi rezistă la v*nt în poziţia desc'isă. a
b
c
d
4i). 9.3. ;ipuri de ferestre, funcţie funcţie de modul de desc'idere desc'idere
3.* Ve#tilarea pri# ori/i$ii si $a#ale 3.*. 3.*.11 A!i A!isi siaa aeru aerulu luii Pentru ventilarea locuinţelor admisia aerului poate fi efectuată prin# - rosturile neetanşe ale ferestrelor, care în cazul t*mplăriei de lemn şi a unor dispozitive de evacua evacuare re corect corect dimens dimension ionate ate,, pot asigura asigura cantit cantitate ateaa necesa necesară ră de aer proasp proaspăt, ăt, pentru pentru diferenţe de temperatură suficient de mari, caracteristice anotimpului rece$ în perioadele de tranziţie sau vara, ventilarea poate fi suplimentată prin desc'iderea ferestrelor$ - orificii de admisie reglabile manual, dotate cu un dispozitiv de obturare funcţie de opţiunea utilizatorului (fig. "$ - orificii de admisie autoreglabile a căror secţiune de trecere se modifică automat pentru a limita debitul de aer care le traversează atunci c*nd diferenţa de presiune interior9exterior depăşeşte +/ Pa$ prezintă avanta%ul de a limita debitele în prezenţa v*ntului şi de a prote%a utilizatorii de curenţi deran%anţi - dispozitive de admisie 'igroreglabile a căror secţiune de trecere se modifică automat pentru a face să varieze debitul funcţie de umiditatea relativă a aerului din încăperea deservită$ astfel poate fi modulată cantitatea de aer introdus în clădire funcţie de gradul de ocupare a încăperilor principale, în cadrul sc'emei de ventilare generală$ - orificii de admisie anti9retur în componenţa cărora intră o clapetă anti9retur care elimină posibilitatea ca aerul din interior să poată ieşi prin dispozitivul de admisie$ se evită în felul acesta pierderile de căldură datorită ventilării transversale produse de v*nt, îmbunătăţindu9se calitatea ventilării
Fig. ,
;oate sistemele de admisie a aerului pot fi completate de un dispozitiv acustic capabil să limiteze pătrunderea zgomotului din exterior în clădire.
Irificiile de admisie autoreglabile se caracterizează prin modul, respectiv prin debitul exprimat în mc4' la o diferenţă de presiune de +/ Pa şi prin capacitatea de izolare acustică. aracteristicile orificiilor de intrare sunt prezentate în tabelul -. Acestea pot fi amplasate la partea superioară a faţadei, in buiandrug, perete, ancadramentul ferestrei, cutia de rulou &ispozitivul de admisie poate fi integrat şi în t*mplărie, fabricanţii de t*mplărie împreună cu cei de dispozitive de admisie pun*nd la punct asemenea sisteme care simplifică esenţial operaţiile de monta% . ;abelul ;abelul aracteristicile orificiilor de admisie a aerului m+4' la qp 3 +/ Pa
cm+
&esc'idere minima &esc'idere maxima
!= -/
++ 0=
!= -/
3.* Tra#s/erul Tra#s/erul !aselor e aer "#tre "#tre piese irculaţia aerului din piesele principale spre cele de serviciu este asigurată prin pasa%e de tranzit prevăzute în dreptul uşilor interioare care pot fi realizate şi sub forma unor grile de transfer prevăzute din fabricaţie. 1e recomandă ca acestea să aibă dimensiunile din tabelul 0. ;rebuie luate măsuri de limitare a tranzitului de aer la uşile care fac legătura cu casa scării sau cu alte spaţii comune de circulaţie prin garnituri de etanşare la partea superioară şi pe feţele laterale şi prin prevederea de praguri metalice la partea inferioară. ;abelul ;abelul 0 Pasa%e de tranzit Xuft la partea inferioară a uşii Urile de transfer
Fşă deservind o bucătărie d - cm +=/ cm+
Alte uşi interioare d !,= cm !+/ cm+
3. E,a$uarea aerului ,i$iat Hxtragerea aerului încărcat cu poluanţi din locuinţe poate fi asigurată prin )rile e e,a$uare 7e'tra 7e'tra$&i $&ie8 e8 şi prin canale de ventilare situate în piesele de serviciu. Hficienţa canalelor de ventilare poate fi îmbunătăţită prin folosirea deflectoarelor sau aspiratoarelor 1unt 1unt cuno cunosc scut utee 0 tipu tipuri ri de )rile )rile e e,a$uare e,a$uare care pot fi amplasate în locuinţe, la partea superioară a încăperilor sau în canalele de ventilare# - grile de extracţie fixe$ - grile de extracţie reglabile manual care permit modificarea secţiunii de trecere a aerului astfel înc*t să fie posibilă extragerea diferitelor debite funcţie de necesităţile încăperii deservite. ;rebuie ;rebuie menţionat menţionat faptul faptul ca dacă grilele cu reglare reglare manuală manuală nu sunt corect dimensionate, dimensionate, pot conduce la o supra sau subventilare a locuinţei$
- grile de extracţie autoreglabile a căror secţiune de trecere se modifică automat pentru a limita
variaţia variaţia debitului de aer extras indiferent indiferent de diferenţa diferenţa de presiune presiune care se stabileşte stabileşte între cele două fete$ grile de extracţie 'igroreglabile a căror secţiune de trecere se modifică automat pentru a face să varieze debitul funcţie de umiditatea aerului care o traversează. Prezintă avanta%ul de a se adapta la necesităţile utilizatorilor, secţiunea grilei de extracţie cresc*nd atunci c*nd producţia de vapori în încăpere creşte. ;abelul ;abelul = Rumărul camerelor principale din apartament ! + 0 = sau mai mult
&ebite extrase, exprimate în m Zucătărie <= / !/= !+/ !-=
amera de baie sau duş, cu sau fără W != != -/ -/ -/
1pălătorie sau alt umedă != != != != !=
-
Cn cazul în care se doreşte realizarea unei ventilări generale şi permanente, plasarea grilelor de extracţie în piesele de serviciu trebuie să fie însoţită de etanşarea tuturor rosturilor şi fisurilor care ar putea constitui căi parazite de evacuare a aerului.
Ca#alele e ,e#tilare pot fi adaptate unei ventilări de presiune scăzută, cum este ventilarea naturală tradiţională sau asistată, sau unei ventilări de presiune mare, cum este ventilarea mecanică$ cele două situaţii se deosebesc, în afara modului de racordare, prin etanşeitate. analele folosite în ventilarea naturală, pentru care valorile depresiunii sunt de ordinul a c*ţiva pascali, pot fi mai puţin etanşe dec*t cele specifice ventilării mecanice, care trebuie să suporte diferenţe de presiune mai mari de !// Pa. În ventilarea naturală sunt utilizate canale de ventilare individuale şi canale colective cu racorduri individuale de înălţimea unui eta% (fig. !/".
a
b
c
4i). 1F analele de ventilare sunt ec'ipate la partea superioară cu dispozitive special concepute care îndeplinesc mai multe funcţiuni# - de a prote%a canalul la acţiunea ploii$ - de a evita înfundarea canalului prin exterior, în special de a împiedica păsările să9şi facă cuib$ - de a evita ca sub anumite incidenţe ale v*ntului să apară efecte de refulare$ 9 de a evit evitaa ca depres depresiu iune neaa înre înregi gist stra rată tă pe faţa faţadă dă să devi devină nă supe superio rioar arăă celei celei de la gura gura canalului şi să conducă astfel la sifonare$ 9 de a îmbunătăţi îmbunătăţi tira%ul prin valorificarea acţiunii v*ntului. Aceste dispozitive pot fi simple deflectoare, aspiratoare statice statice sau stato9mecanice
Aspiratoare stati$e Hste cunoscut faptul că valoarea coeficientului aerodinamic este funcţie de incidenţa v*ntului pe faţadă$ pentru clădiri obişnuite, acesta variază între c 3 /, pentru faţada expusă v*ntului, c 3 9/,0 pentru faţada opusă şi c 3 / ... 9/,- pe acoperiş. Fneo Fneori ri,, pent pentru ru anum anumititee conf config igur uraţ aţiiii ale ale clădi clădiri riii sau sau ale ale ampl amplas asam amen entu tulu lui,i, coef coefic icie ient ntul ul aerodinamic corespunzător faţadei neexpuse direct sau anumitor părţi ale acesteia, poate depăşi în valoare absolută 9 /,. Astfel depresiunea pe acoperiş poate fi inferioară depresiunii de pe faţada neexpusă şi în asemenea condiţii curgerea în canale se inversează şi aerul viciat sau produsele de combustie refulează în locuinţă. Fn aspirator static permite limitarea respectiv evitarea acestui fenomen$ aspiratoarele de ultima generaţie, denumite anti9refulante, permit menţinerea în permanenţă, indiferent de configuraţia clădirii şi a amplasamentului, depresiunea la nivelul acoperişului superioară celeia din faţadă. Aspiratoare stato 5 !e$a#i$e 1unt aspiratoare statice ec'ipate cu un dispozitiv complementar permiţ*nd creşterea debitului de extracţie prin mi%loace mecanice. Aceste aparate sunt ec'ipate cu un motor electric cu una sau + viteze# la viteză redusă ele permit compensarea deficienţelor de tira% natural în perioadele
de tranziţie, iar la viteză mare extragerea debitelor de v*rf din bucătării atunci c*nd producţia de vapori este importantă. :uncţionarea aspiratoarelor stato 9 mecanice poate fi controlată pe baza a 0 principii# −
funcţionare mecanică cuplată la un ceas, pentru preluarea debitelor de vapori în perioadele de producţie maxima$
−
funcţionare mecanică controlată pe baza temperaturii exterioare, pentru compensarea
−
deficienţelor de tira% termic$
−
funcţionare mecanică controlată at*t de un ceas cat şi de temperatura exterioară$
−
funcţionare mecanică continuă.
3.9 Ve#tilarea Ve#tilarea #atural% si!pl% Cn cadrul acestui sistem admisia aerului se face prin neetanşeităţile t*mplăriei sau prin grile de admisie fixe, reglabile manual sau autoreglabile plasate în piesele principale (admisie directă" sau în loggii sau balcoane înc'ise adiacente încăperilor principale (admisie indirectă". Cn acest din urmă caz, la dimensionarea gurilor de admisie trebuie avut în vedere pierderile suplimentare de sarcină. Hvacuarea aerului viciat se face prin guri de extracţie existente în băi şi bucătării. Uurile de extracţie pot fi grile fixe amplasate la partea superioară a peretelui exterior sau racordate la un canal de ventilare.
3.= Ve#tilare Ve#tilare #atural% #atural% (i)rore)la2il% (i)rore)la2il% Acest sistem asigură o ventilare generală şi permanentă admisia realiz*ndu9se prin dispozitive 'igr 'igror oreg egla labi bile le ampl amplas asat atee în came camere rele le prin princi cipa pale le iar iar evac evacua uare reaa prin prin guri guri de extr extrac acţiţiee 'igroreglabile racordate la canalele din băi şi bucătării. Prezintă avanta%ul corelării ratei de ventilare cu gradul de ocupare a camerelor principale şi a limitării pierderilor de căldură prin ventilare. &ispozitivele de admisie a aerului au o secţiune ec'ivalentă variind de la !/ la -/ cm + pe o pla%ă de umiditate relativă de -/ la /?.
Urilele de extracţie, de asemenea 'igroreglabile, trebuie să aibă o secţiune ec'ivalentă de !=9 <= cm+ pe o pla%ă de umiditate relativă de 0/9<=?
3.6 Ve#tilare Ve#tilare #atural% a$ti,at% a$ti,at% pri# i#u$&ie i#u$&ie e aer 1e caracterizează prin aceea că evacuarea aerului viciat din locuinţă şi a gazelor de la aparatele de ardere se realizează printr9un canal vertical, individual sau colectiv, al cărui tira% este activat prin inducţie de aer la partea superioară a conductei. :luidul motor este aerul in%ectat printr9o duză, urmată de un tub 8enturi, cu a%utorul unui ventilator situat la partea inferioară a clădirii. Aerul ambiant (aerul secundar" este antrenat prin depresiune. @aportul dintre aerul primar şi cel secundar reprezintă rata de inducţie a sistemului. 1timularea ventilării naturale poate fi realizată la o anumită oră a zilei, pe o durată determinată corespunzătoare producţiei maxime de vapori, sau programată în aşa fel înc*t să urmărească permanent temperatura exterioară.
3.3 Ve#tilare #atural% a$ti,at% $u e/le$tor 0i ,e#tilator 7aspirator stato5!e$a#i$8 Activarea ventilării se obţine prin ec'iparea canalelor de ventilare cu un dispozitiv complementar care permite mărirea debitului de evacuare prin mi%loace mecanice. u a%utorul acestui dispozitiv pot fi contracarate deficienţele tira%ului natural, în perioadele de tranziţie şi pot fi extrase debite din bucătării în perioadele în care producţia de vapori este maximă. Hxtractorul funcţionează ca simplu deflector în perioadele cu v*nt sau ca ventilator dacă depresiunea locală nu poate fi asigurată pe cale naturală.
