Clădiri inteligente [614716]

Clădiri inteligente

Student: [anonimizat]

1. CONCEPTUL DE CLADIRE INTELIGENTA ………………………….. ………………………….. ……… 3
1.1. Prezentare generala ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 3
1.2. Avantajele economice ale cladirilor inteligente ………………………….. ………………………….. … 5
2. EFICIENTA ENERGETICA IN CONSTRUCTII ………………………….. ………………………….. ….. 8
2.1. Notiuni despre confort ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 8
2.2. Strategii și mijloace de realizare a mediului interior sănătos și confortabil cu consumuri
reduse de energie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 9
2.3. Punti termice – pierderi de caldura ………………………….. ………………………….. ……………….. 11
2.4. Ferestrele ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 12
3. ENERGII ALTERNA TIVE PENTRU ALIMENTAREA CLADIRILOR INTELIGENTE … 18
3.1. Utilizarea energiei solare ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 18
3.2. Utilizarea energiei eoliene ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 22
3.3. Utilizarea energiei geotermale ………………………….. ………………………….. ……………………… 23
3.4. Utilizarea energiei micro -hidrocentralelor ………………………….. ………………………….. ……… 25
3.5. Utilizarea pompelor de caldura ………………………….. ………………………….. …………………….. 26
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 33
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 35

1. CONCEPTUL DE CLADIRE INTELIGENTA

1.1. Prezentare generala
Conceptul de cladire inteligenta a aparut ca rezultat al unei viziuni unitare
care tinde sa inglobeze realizari de varf din domenii pe care le implica proiectarea
si constructia unei cladiri, domenii considerate de regula in mod separat. Printre
cele mai importante dintre aceste domenii se pot enumera: arhitectura exterioara si
interioara, tehnologiile de constructie in general, impreuna cu cele de iluminare,
incalzire, ventilatie, de comunicare, informatica, transport interior, securitate,
factori ergonomici, etc.
Abordarea globala prin prisma acestui concept de cladire inte ligenta este , in
mod evident , subordonata unor criterii economice exprimate mai mult sau mai
putin riguros sub forma unor termeni precum: cresterea productivitatii muncii celor
care lucreaza in asemenea cladiri, imbunatatirea administrativa, reducerea
costurilor privind informatizarea si telecomunicatiile, asigurarea activitatilor
desfasurate, obtinerea unor facilitati sporite de intercooperare, imbunatatirea
cerintelor de natura ergonomica si de alta natura relativ la activitatile umane –
cultura, amuzamen t, sport, etc.
In scopul precizarii si detalierii conceptului de cladire inteligenta este
necesara o definitie prealabila a termenului de cladire in sensul in care el va fi
utilizat in cele ce urmeaza. Astfel, prin cladire se va intelege o singura structur a
sau un ansamblu de structuri construite in vederea folosirii ca birouri, locuinte sau
pentru desfasurarea unor activitati diverse, altele decat cele de productie
industriala, precum:
• blocuri de apartamente sau pentru birouri;
• campusuri universitare, clinici, spitale, laboratoare;
• centre guvernamentale, administrative, financiar -bancare;
• centre culturale, sportive, expozitionale;
• constructii complexe cuprinzand ansambluri de blocuri sau cladiri distribuite pe
anumite zone (ale unui oras, cartier) .
Caracterul de cladire inteligenta, pentru oricare dintre categoriile de mai sus,
consta in asigurarea unui set de facilitati atat pentru administratorii (proprietarii)
cladirii cat si pentru ocupantii acesteia. Principalele facilitati pentru administrato ri
se refera la integrarea procedeelor destinate unei administrari eficiente, la controlul
si supravegherea serviciilor de intretinere, la comunicatiile interne care sa permita
monitorizarea factorilor ambientali, securitatea, alarmarea interna si externa, etc.,
in conditiile unor costuri acceptabile. Pentru ocupantii care lucreaza in spatiile

respective, obiectivele principale au in vedere conditii de mediu si ergonomice care
sa asigure cresterea productivitatii muncii si care sa incurajeze activitatea; in
hoteluri si apartamente predomina confortul, mentinerea unei atmosfere
umanizante, serviciile de telecomunicatii si de informatica.
Pentru ambele parti facilitatile de comunicare si de acces informatic care sa
ofere automatizarea avansata a lucrarilor de birou, conexiunile interne si externe
sunt la fel de importante.
Este de observat ca toate aceste aspecte isi extind implicatiile de la nivel
macro, deci pentru intregul ansamblu al cladirii cu spatiile sale interne si externe,
pana la nivelul micro, adica pana la organizarea spatiilor de lucru, mobila,
echipamentele si accesoriile din locuinta.
O cladire inteligenta poate fi privita ca un sistem cuprinzand mai multe
subsisteme si componente distincte, dar care interactioneaza intre ele. Dintre
acestea, din punctul de vedere al acestui studiu cele mai importante sunt:
• subsistemul de tehnica informationala si telecomunicatii;
• subsistemul de asigurare a securitatii si alarmare;
• subsistemul de reglare automata si supraveghere a distributiei diverselor tip uri de
energie;
• infrastructura (cablajele) pentru energia electrica si pentru telecomunicatii;
• centrul de comanda si supraveghere (dispecer);
• subsistemul surselor de alimentare cu energie electrica (fara intreruperi);
• subsisteme pentru utilitati (a limentare cu apa, drenaje, etc.).
Abordarea sistematica presupune posibilitatea definirii unor functii, scop pe
care sa le realizeze cladirile inteligente sub aspect calitativ, aceste functii
exprimandu -se prin: maximizarea confortului specific pentru dive rsele activitati ale
ocupantilor, a creativitatii, a securitatii in conditiile minimizarii costurilor privind
resursele necesare, favorizarii administrarii generale a cladirii si obtinerii de catre
proprietari a unor profituri sporite, in principal din ofe rta de facilitati care nu se
regasesc in cladirile traditionale -de ex.: serviciile de informatizare si
telecomunicatii.
Exprimarea cantitativa sub forma de modele matematice a functiilor scop si
a comportarii diverselor subsisteme reprezinta stadiul ideal pentru abordarea
general -sistemica a unei cladiri inteligente cu implicatii benefice precise sub toate
aspectele: proiectare, evaluare -marketing, utilizare.
Crearea unei cladiri inteligente ridica asfel probleme cu caracter profund
multidisciplinar care presupune convergenta unor cercetari si aprofundari din
domenii variate:
• arhitectura;

• design interior;
• design de mobila si echipamente;
• tehnologii de incalzire, ventilare, aer conditionat;
• tehnologii de cablare interioara / exterioara;
• retele locale de calculatoare si sisteme de comunicatii;
• automatizari de servicii si utilitati in birouri, locuinte si alte spatii;
• stimularea factorilor umani si ergonomie;
• studii de ecologie si mediu.
In perspectiva apare deci necesitatea unor ample a ctivitati de cercetare in
domeniile enumerate subordonate relevarii acelor factori si mecanisme care sa
defineasca modelele matematice si functiile scop pe baza carora sa rezulte
posibilitatea unor abordari sistemice globale a conceptului de cladire inteli genta, de
o maniera care sa permita implementarea practica a acestui concept sub toate
aspectele: proiectare, constuctie, dotari, administratie, utilizare.
Abordarea autentic sistematica a proiectarii cladirilor inteligente apare intr –
un viitor dificil de precizat, dar probabilitatile in acest sens sunt sustinute de
progresele in aplicarea unei astfel de abordari pentru anumite subsisteme, dintre
care cel informatic si de comunicatie sunt cele mai reprezentative.
In stadiul actual, pentru realizarea unei cl adiri inteligente, fie si numai partial
in raport cu conceptul ideal, se poate distinge p olitica formularii si modalitatile de
aplicare, impreuna cu definirea strategiei tehnologice, ambele pentru prezent si
viitor formeaza pietrele fundamentale pe care tr ebuie sa se construiasca o cladire
inteligenta avand ca scop obtinerea beneficiului maxim.
1.2. Avantajele economice ale cladirilor inteligente
Proiectantii de dezvoltare, utilizare si telecomunicatii trebuie sa fie cooptati
in activitatea de proiectare a cladirii inca din prima etapa in procesul de planificare.
Acestia cer timp mare pentru a planifica, a prospecta furnizorii precum si pentru a -i
selecta pe cei corespunzatori. O retea de cladiri inteligente asigura flexibilitate si
versatilitate proiectului daca sunt adoptate solutii bine fundamentate tehnico –
economic pentru oricare tip de serviciu la cladiri inteligente.
Experienta in acest domeniu arata ca un avantaj major si notabil asupra
cladirii rezulta prin prevederea unei retele unice de cabluri pent ru toate sistemele
(reduceri substantiale de 15 -20% a costului instalatiei initiale).
Cheltuielile pentru tehnologiile care ofera inteligenta, costurile pentru
telecomunicatii reprezinta pana la 20% din intreaga constructie (aceasta parte s -a
triplat de -a lungul ultimilor 15 ani). Costurile sub forma de capital investit, la care

se adauga costurile de functionare a instalatiilor tehnologice specifice cladirilor
inteligente, pot fi de pana la 15% din totalul investitiei pentru cazurile tipice, cum
ar fi banc ile, institutiile financiar -contabile, comunicatii sau corporatii.
Tipurile de tehnologii manageriale in birourile cladirilor moderne de astazi
sunt foarte importante pentru cresterea eficientei economice. Cladirile inteligente
au o perioada de amortizare calculata in functie de procentajul de cerinte de
modificari ale sistemelor terminale conectate. De exemplu, o rata de conversii in
sistem (voce din date) de 10% conduce la amortizarea in 3 ani, a costurilor initiale
ale sistemului.
Firme de management vor avea un marketing favorabil asupra clientilor lor
utilizand caracteristicile dinamice ale cladirilor inteligente si vor pastra aceasta
trasatura competitiva pentru un intreg ciclu de viata al cladirii.
Beneficiile unui sistem de retea inteligenta constau in costurile scazute de
instalare a sistemului de control al cladirii, reducerea costurilor operationale de
modificare, disponibilitatea investitiei cu privire la dispozitive de interfatare
viitoare, precum si reducerea costurilor energetice necesare in fu nctionarea cladirii.
In ciclul de viata al cladirii, structura sa are cea mai lunga viata – peste 40
ani. Hardul si softul corespunzator au o durata de viata de 5 -7 ani, in timp ce
birotica are un ciclu de viata de 2 -3 ani.
Servicii ale cladirii cu 15 -20 ani de viata pot fi interconectate prin reteaua
unica de cabluri. Sistemele de securitate, energia manageriala si sistemele de
control si protectie contra incendiilor sunt cuplate impreuna intr -o solutie de viata
lunga avand la baza infrastructura intregii cladiri. Acesta este conceptul prin care o
cladire trebuie sa fie proiectata pentru a fi considerata o “cladire inteligenta”.
Componentele cu durata mai redusa de viata vor exercita influente mai mici
asupra celorlalte instalatii si echipamente. Cu o arhi tectura de sisteme deschise se
poate asigura reinoirea tehnologiilor initiale cu cele disponibile ulterior si care
permit introducerea unor procedee moderne in functionarea intregului sistem al
cladirii inteligente.
Luand in considerare aspectele tehnico -economice relevate anterior se poate
deduce ca, intr -o prima etapa, categoriile de cladiri care par sa candideze cu cele
mai mari sanse pentru implementarea conceptului de cladire inteligenta (fie si
numai partial) sunt:
• cladiri cu destinatie de birouri pentru un ocupant unic (firma, institutie), de
regula proprietatea unei corporatii;
• laboratoare universitare sau departamentale avand, de asemenea, un singur
locatar;

• cladiri cu destinatie de birouri cu mai multi ocupanti (firme, institutii diverse);
• laboratoare cu profiluri multiple;
• hoteluri si blocuri cu mai multi locatari;
• campusuri universitare si spitale;
• centre comerciale.
Un interes special, atat pentru proprietari cat si pentru constructorii de cladiri
inteligente il reprezinta cazul un or locatari multiplii (mai multe firme, institutii)
care sa foloseasca in comun anumite servicii, acesta fiind aspectul principal care
poate aduce profituri importante proprietarilor. In acelasi timp, ele reprezinta o
tentatie pentru potentialii locatari c are nu si -ar permite in mod individual asemenea
servicii.

2. EFICIENTA ENERGETICA IN CONSTRUCTII
2.1. Notiuni despre confort
În concordanță cu tipul principalelor informații primite din mediul ambiant,
confortul în general presupune confort, termic, vizual și acustic. Percepția nivelului
de confort implică un anumit grad de subiectivism, dar în același timp este rezultatul
acțiunii simultane a unor factori obiectivi, cuantificabili, de ordin arhitectural,
constructiv sau de exploatare.
Dacă asigurarea confortului acustic nu este direct legată de factorul energetic,
asigurarea confortului termic și vizual pe întreaga durată a anului necesită un anumit
consum energetic pentru încălzire, climatizare, iluminat.
Confortul termic se realizează prin:
• asigurarea unei temperaturi operative medii, ca rezultantă a
temperaturii aerului, a suprafețelor delimitatoare, a umidității și vitezei
de mișcare a aerului, în concordanță cu natura activității și
îmbrăcămintea ocupanților;
• limitarea asimetriei temperaturilor radiante și a gradienților de
temperatură la valori acceptabile;
• evitarea situațiilor în care ocupanții vin în contact cu suprafețe prea reci
sau prea calde;
• evitarea curenților de aer (limitarea vitezei de mișcare a aerului);
Aceste exigențe se cer a fi îndeplinite de -a lungul intregului an, atât în condiții
de iarnă, cât și în cele de vară.
Confortul vizual este obținut prin asigurarea unui iluminat adaptat activității
în câmpul vizual, evitând contrastele foarte pronunțate, mai ales orbirea. Iluminatul
natural este confortabil în măsura în care intensitatea sa poate fi controlată.
Confortul acustic poate fi asigurat prin evitarea zgomotelor jenante, prin
reducerea intensității acestora la sursă sau prin izolare acustică la zgomote aeriene
sau de impact. Nivelul de zgomot normat admisibil are valori corelate cu natura
activității care se desfășoară într -un anumit spațiu ( activitate intelectuală, odihnă,
îngrijirea sănătății etc.)

2.2. Strategii și mijloace de realizare a mediului interior sănătos și confortabil cu
consumuri reduse de energie
Reducerea consumurilor energetice necesare unui mediu interior sănătos și
confortabil poate fi obținută prin aplicarea unor măsuri pasive, asociate unor
consumuri energeti ce minime, integrate în concepția arhitecturală și constructivă a
clădirii. De exemplu, instalațiile de ventilare mecanică sau de climatizare, care
corect concepute și exploatate ar putea contribui la asigurarea unui mediu sănătos și
confortabil, se încadr ează în categoria măsurilor active, pe când protecția termică
sau ventilarea controlată sunt măsuri pasive.
În general, măsurile de asigurare a confortului termic cu consumuri reduse, cu
anumite excepții, contribuie la (sau nu afectează) calitatea aerului.
Una din măsurile care intervine în satisfacerea ambelor categorii de exigențe,
în anumite situații în mod contradictoriu, este ventilarea, care redusă sub un anumit
nivel în scopul economisirii energiei, devine insuficientă din punct de vedere a
calități i aerului sau a riscului de condens.
Izolarea termică a anvelopei cladirii
Presupune utilizarea rațională în alcătuirea anvelopei unei clădiri, a unor
materiale care împiedică transmiterea căldurii interior -exterior (iarna) si exterior –
interior (vara).
Materialele folosite în mod curent pentru izolare termică au conductivitatea
termică și densitatea reduse, sunt de natură organică sau anorganică și se prezintă
sub formă de plăci, blocuri, saltele etc. Proprietățile lor și domen iile de aplicabilitate
sunt în general bine cunoscute, ca și soluțiile constructive în a căror alcătuire sunt
incluse: structuri omogene ușoare, structuri stratificate compacte, structuri ventilate,
acoperișuri verzi, pereți cu izolație transparentă etc.:
Eficiența izolației termice presupune continuitatea sa pe întreaga suprafață a
anvelopei. Orice discontinuitate fizică sau geometrică generează o punte termică
caracterizată prin pierderi de căldură suplimentare și risc de condens și inconfort.
Aceste pun ți termice trebuie evitate pe cât posibil sau tratate de o manieră
corespunzătoare atunci când nu pot fi evitate.
Forma și orientarea clădirii
Suprafața de contact între clădire și mediul exterior influențează atât pierderile
cât și aporturile de căldură. O suprafață exterioară cât mai mică sporește eficiența
termoizolării, indicele de compactitate fiind unul din parametrii importanți în
stabilirea indicatorilor energetici.

Suprafețele vitrate corect dimensionate și orientate contribuie la reducerea
pierd erilor de căldură și valorificarea aporturilor solare
Orientarea judicioasă în raport cu vânturile dominante și punctele cardinale
este importantă pentru controlul infiltrațiilor de aer și pentru asigurarea unui traseu
convenabil de circulație a aerului p e timpul verii în scopul climatizării spațiilor.
Inerția și masa termică
Inerția termică reprezintă capacitatea clădirii de a menține o temperatură
interioară cât mai apropiată de valoarea medie exterioară în absența unei surse de
încălzire sau răcire. Ace asta reflectă capacitatea anvelopei și a elementelor de
compartimentare de a amortiza și defaza în timp oscilațiile temperaturii exterioare și
ale fluxurilor generate de radiația solară și aporturile din utilizare.
Ventilarea
Rolul ventilării este complex , constând atât în reîmprospătarea aerului, prin
evacuarea aerului interior viciat și înlocuirea cu aer proaspăt, cât și în asigurarea
confortului, în special în condiții de vară. Cerințele de economisire a energiei,
precum și neajunsurile de alt ordin leg ate de ventilarea mecanică și mai ales de
condiționarea aerului, au determinat o reorientare spre ventilarea naturală controlată,
nu numai în cazul locuințelor cat și in cel al clădirilor publice, multietajate.

Avantajele climatice ale solului
Masa termi că importantă a solului determină o atenuare progresivă a
variațiilor diurne și anuale ale temperaturii aerului exterior cu adâncimea, însoțită de
o defazare în timp. Acestea pot fi valorificate la realizarea construcțiilor subterane
sau parțial îngropate, la concepția și realizarea sistemelor de stocare sezonieră a
energiei solare precum și a unor sisteme de preîncălzire/prerăcire a aerului proaspăt
introdus în clădiri prin procesul de ventilare.

Valorificarea energiei solare
Sistemele pasive de valorificare a energiei solare constând în spații de tip seră,
pereți cu efect de seră, fațade solare de diverse tipuri etc., au pătruns în vocabularul
de bază al arhitecturii contemporane. Funcționarea lor se bazează pe efectul de seră,
inerția termică, c irculația aerului prin convecție termică naturală. Valorificarea
acestor principii a avut ca rezultat elaborarea unor soluții și sisteme complexe bazate
pe cumularea mai multor efecte și integrarea lor în concepția arhitecturală generală.
Sistemele pasive de valorificare a energiei solare asociate cu sisteme de preluare a
căldurii din aerul viciat,sistemele de condiționare a aerului prin folosirea unor

schimbătoare de căldură sol – aer, sau sisteme evaporative de răcire pentru condiții
de vară conduc la imp ortante economii de energie în cadrul unor clădiri ecologice,
cu reale calități de adaptare la fluctuațiile parametrilor mediului exterior.
Progresele tehnologice în domeniul materialelor și produselor de construcții
oferă proiectanților soluții tehnice co mplexe, cu eficiență ridicată cum sunt:
termoizolațiile transparente, geamuri termoizolante cu proprietăți optic selective,
fațade active implicate în ventilarea spațiilor etc.
Reducerea energiei pentru iluminat
Reducerea cantității de energie pentru ilum inat implică prelungirea duratei de
utilizare a luminii de zi, ceea ce se obține în special prin măsuri de ordin arhitectural:
adoptarea formei și dimensiunilor optime pentru ferestre, evitarea obstrucționării
ferestrelor de către copaci, instalații sau cl ădiri, colorarea suprafețelor opuse
ferestrelor în nuanțe deschise, reflectorizante, evazarea golului de fereastră spre
exterior pentru a mări suprafața de cer vizibil. In acest fel se obține o uniformizare a
iluminatului și o scurtare a duratei de utiliza re a luminii artificiale.
2.3. Punti termice – pierderi de caldura
In cele ce urmeaza, ne vom referi mai indeaproape la notiunea de punte
termica.
Puntea termica este acea suprafata, unde intra in contact doua materiale ale
caror capacitati de retinere a caldurii sunt diferite, avand loc o pierdere de caldura.
Stiind ca posibilitatile de retinere a caldurii sunt date si de grosimea
materialului, puntea termica poate sa apara la elementele de inchidere alcatuite din
acelasi material care are vari atii de grosime.
De regula, atunci cand construim suntem nevoiti sa utilizam materiale diferite
avand rezistente termice diferite, unele fiind mai bune izolatoare, altele mai putin.
Puntile termice se formeaza si in acele locuri unde este intrerupta
termoizolatia, permitand pierderea de caldura prin acele locuri.
Aceste punti termice cu pierderi de caldura semnificativa se formeaza la
elementele care compun peretele exterior al casei, de exemplu: contactul dintre tocul
ferestrei si buiandrugul de beton, la buiandrugii de beton care nu sunt protejati
termic( in aceasta situatie este posibila si aparitia fenomenului de condens).
Puntile termice favorizeaza variatii de temperatura, variatii care afecteaza in
mod negativ comportarea in timp a materialelor ce compun elementul de inchidere.

Prin aceste punti termice se recomanda reducerea pe cat posibil a suprafetelor
neprotejate termic, care sunt in contact direct cu exteriorul.
Puntile termice sunt direct influentate de raportul dintre latimea puntii termice
si grosimea elementului de separare. Cu cat latimea puntii este mai mare, cu atat si
pierderea de caldura este mai mare.
Pentru evitarea formarii puntilor termice, se recomanda reducerea pe cat
posibil a latimii elementului care favorizeaza formarea acest ora si dispunerea spre
interior a stratului principal cu masa mare.
Reducerea aparitiei puntilor termice se mai poate face prin prevederea de
materiale termoizolante la intersectia dintre doua elemente care au rezistente termice
diferite, evitandu -se astfe l si formarea elementului de condens.
2.4. Ferestrele
Ferestrele au un aport esential la eficienta energetica a unei case – pana la
30% din caldura pierduta dintr -o casa este pierduta datorita ferestrelor. Asadar,
ferestrele si alte suprafete vitrate au un impact major asupra eficientei anvelopei
cladirii. Daca nu sunt corect proiectate si realizate, permit un nedorit transfer termic
catre exterior, in caz contrar contribuind la asigurarea confortului anual al locuintei.
Ferestrele asigura iluminatul natur al, ventilarea, controlul zgomotului,
securitatea si, nu in ultimul rand, privelistea.
Acumularea si pierderea de caldura intr -o casa bine izolata se manifesta
predominant prin suprafetele vitrate. Intr -o camera medie cu expunere sudica,
acumularea de cal dura din timpul verii echivaleaza cu energia calorica radiata de un
calorifer obisnuit. In timpul iernii, prin aceeasi fereastra se pierde de peste 10 ori
mai multa caldura decat prin suprafata echivalenta a unuia din peretii exteriori
izolati.
Cu ferestr e bine proiectate pasiv se poate acumula caldura in timpul iernii si
respinge in timpul verii. Ele admit curentii naturali de racire si se opun vanturilor
puternice care sufla iarna.
Alegerea unor ferestre eficiente energetic, pozitionarea lor adecvata si
umbrirea pasiva reprezinta o investitie eficienta care va mentine casa confortabila,
linistita si economica tot timpul anului. Aceasta investitie suplimentara este rapid
amortizata de economiile realizate ca urmare a reducerii consumurilor ener getice. O
alegere proasta si o proiectare neglijenta va condamna, pana la prima renovare, la
cheltuieli suplimentare.

Geamurile
Oferta de geamuri este foarte mare.
Alegerea sticlei adecvate este un factor major
care determina nu numai eficienta energetic a a
ferestrei, ci si alte aspecte ca permeabilitatea la
lumina si la zgomot, respectiv, securitatea.
Sticla pentru geamuri este, in general,
clasificata ca absorbanta si reflexiva. Radiatia
solara care nu este reflectata sau absorbita, este
transmisa prin fereastra.
Sticla inchisa la culoare este cel mai
comun tip de sticla absorbanta. Ea actioneaza
dupa principiul ochelarilor de soare: reduce radiatia solara care intra in casa, ajutand
la mentinerea unei temperaturi confortabile vara.
Sticla reflexiva este tratata cu acoperiri care, in functie de rezistenta, se aplica
la interiorul sau exteriorul ferestrei.
Sticla reflexiva spectral este de regula folosita la fatadele vestice, acolo unde
sunt prioritare controlul solar si al luminii naturale.
Sticla cu emisie redusa (low -e) are o acoperire care reduce cantitatea de
energie cu lungime de unda mare (infrarosii) ce paraseste casa prin ferestre.
Polimerii pot substitui, din ce in ce mai bine sticla, deocamdata in anumite
aplicatii ca ferestre tr anslucide sau iluminatoare de acoperis. Mai pot fi inclusi in
materiale composite.
Geamul dublu asigura o izolatie
termica mai mare. El consta in doua fete de
sticla etansate pe contur. Spatiul dintre ele
poate fi umplut cu aer sau, si mai bine, cu un
gaz inert cu proprietati termice mai bune ca ale
aerului si sticlei (argon).

Performantele termice pentru spatiul
umplut cu aer ating un maxim atunci cand
acesta masoara cca. 12 mm. Atunci cand se
doreste ca geamul astfel conceput sa controleze

si nivelul zgomotgolui este necesar un spatiu mai mare, dar in detrimentul
aptitudinilor termice.
Pentru a obtine cele mai bune performante , sticla pentru controlul solar
trebuie amplasata la exteriorul ferestrei, iar cea pentru emisia redusa la interior.
Sticla ce controleaza soarele previne patrunderea radiatiei solare nedorite, iar sticla
low-e reduce pierderea de caldura din interior. Sticla low -e blocheaza si caldura
radiata de sticla exterioara cand aceasta se incalzeste excesiv.
Alternativa ieftina a unui geam conventional dublu este utilizarea unei
membrane subtiri, flexibile si cu transparenta buna de polietilena in locul sticlei
interioare . Membrana se aplica printr -un procedeu special, dar nu foarte complicat,
utilizand o banda de fixare pe cadru l ferestrei care se aplica umezita si se usuca cu
un uscator de par, de exemplu. Acest sistem inlocuieste cel mai performant sistem
sticla -dubla mentionat pana aici, dar cu un pret mai mic. Intre altele, acest sistem se
utilizeaza si la colectoarele solare tip panou (flat).
Tamplaria
Tamplaria ferestrei ocupa locul secund in ceea ce priveste impactul energetic
al suprafetelor vitrate asupra cladirii.
Tamplaria din aluminiu este usoara, rigida, durabila si facil de imbinat in
forme complexe, dar materialu l este un bun conducator de caldura si atunci poate
reduce performantele ferestrei cu pana la 30%. Pe de alta parte aluminiul este un
material foarte costisitor, deoarece pentru producerea lui se consuma foarte multa
energie (incorporeaza multa energie). D in acest motiv el ar trebui folost in alte
aplicatii, unde efectiv nu are inlocuitori pe masura. Nefiind biodegradabila,
tamplaria de aluminiu trebuie reciclata dupa consumarea duratei de viata normala in
scopul reducerii impactului de mediu.
Pentru reduc erea conductivitatii termice se utilizeaza, in cazul tamplariei de
aluminiu, barierele termice. Bariera termica separa tamplaria in doua piese,
interioara si exterioara, prin intermediul unui material cu conductivitate redusa.
Tamplaria de lemn izoleaza m ai bine termic, dar presupune mai multa
intretinere in comparatie cu cea din aluminiu. Tamplaria de lemn se dilata si se
contracta, urmarind variatiile de temperatura. In plus tolerantele sale sunt mai mari
decat cele realizate de aluminiu.
Tamplaria din PVC are proprietati termice similare celei de lemn si
intretinere similara celei de aluminiu. Solicitati numai tamplarie PVC de calitate
superioara pentru a evita deformarea ei in timp.

Recent a fost introdusa tamplaria din poliester armat cu fibre care, din
punct de vedere termic, este cel mai eficient material.
Tamplaria din material compozit este, de asemenea, disponibila. Este
alcatuita din doua piese, aluminiu la exterior si lemn/PVC la interior. Evident,
performantele ei termice se alfa undeva intre aluminiu si lemn/PVC.
In principiu, avand in vedere conditiile climatice din tara noastra, ferestrele
trebuie proiectate sa retina caldura in interior.
Selectarea ferestrelor este un principiu important de proiectare pasiva. Sticla
este un foarte bun conducator de caldura, permitand fluxului de caldura sa o strabata
cu usurinta. Aceasta proprietate trebuie tratata foarte atent in cadrul unei proiectari
ingrijite.
Performanta termica a ferestrei este caracterizata de coeficientul de transfer
termi c U.
Cu cat valoarea U este mai mica, cu atat fereastra este mai performanta termic.
Dublarea geamurilor si tratarea sticlei reduc valoarea U (geam termopan) . Este
important sa folosim ferestre cu o valoare U cat mai mica, pentru a retine caldura in
interior.
Suprafetele formate din geamuri simple, neprotejate, formate dintr -un singur
strat de sticla pierd de aproape 20 de ori mai multa caldura decat aceeasi suprafata
formata dintr -un perete termoizolat. Sticla simpla, neprotejata, creeaza trei probleme
majore in timpul iernii: pierderea de caldura, disconfortul si condensul. O protectie
potrivita poate reduce pierderea de caldura la aproape 50%, ajutand astfel la
economisirea energiei.
Prin asigurarea unui strat de aer “statator” intre fereastra si camer a incalzita,
efectele pierderii de caldura, disconfort si condens pot fi considerabil reduse.
Izolarea la interior a ferestrelor poate reduce semnificativ pierderea de caldura
iarna. Cele mai bune sunt draperiile din tesatura bine inchise si galeriile lipi te de
peretele exterior. Draperiile sunt bune si vara, deoarece protejeaza impotriva
supraincalzirii, mai ales daca au o acoperire reflectorizanta. Draperiile trebuie bine
fixate atat sus cat si jos pentru a preveni patrunderea aerului cald din incapere in
spatele acesteia, racirea si patrunderea din nou in interior prin partea de jos.
Exista alte multe cai, in principiu, asemanatoare pentru a reduce pierderea de caldura
din zona ferestrelor. Folosirea draperiilor reprezinta o metoda efectiva de a “ izola”
ferestrele si de a impiedica pierderea de caldura in timpul noptii. Draperiile pot
asigura o protectie suplimentara si pe timpul verii, mai ales atunci cand sunt facute
dintr -un material reflectorizant, si, de ce nu, pot asigura intimitatea.

Folosirea jaluzelelor interioare de tipul roman sau olandez, montate la
dimensiunile potrivite, executate din materiale avand la baza lana texturata pot
reduce transferal termic in timpul noptii. La fel ca si draperiile, asigura o protectie
supliment ara in timpul zilelor calde de vara atunci cand sunt coborate.
Obloanele izolate pot fi folosite atat la interior cat si la exterior si trebuie sa
fie montate corespunzator pe cadrul ferestrei, formand o perna de aer etansat.
Obloanele , in special cele exterioare, pot asigura umbra si astfel reduc cresterea
caldurii in camera.
In timpul verii , o buna umbrire pasiva poate reduce temperatura din
vecinatatea ferestrei si fluxul termic care o strabate. Principalul rol al dispozitivelor
de umbrire este de a preveni trecerea prin fereastra a radiatiilor solare directe sau
indirecte. Coeficientul de acumulare termica sau umbrire este o masura a controlului
termic al ferestrei. In climatul tarii noastre sau pentru orientari vestice sunt
recoman date ferestre cu un coeficient redus de acumulare termica.
Coeficientul de acumulare termica poate ajuta la incalzirea casei iarna, dar
vara este de dorit ca el sa micsoreze caldura absorbita. Castigul termic solar poate fi
controlat prin orientare si umbr ire si/sau gemuri adecvate.

Transmiterea luminii
O proiectare ingrijita si o amplasare buna maximizeaza iluminarea naturala.
O lumina naturala stralucitoare intretine starea de sanatate si buna dispozitie,
reducand si iluminatul electric.
Lumina nat urala asigura o buna perceptie a culorilor si texturilor materialelor,
fiind preferata de aproape toate plantele de interior.
Transmitanta unei ferestre este o masura a cantitatii de lumina transmisa prin
sticla. O valoare mare a transmitantei este de dori t pentru a maximiza iluminatul si
privelistea, dar contravine necesitatii de control al radiatiei solare.
Iluminatul natural difuz este in general cel mai indicat pentru asigurarea
uniformitatii iluminarii unei camere si evitarea stralucirii. Luminatoarele de acoperis
sunt foarte eficiente, mai ales daca se foloseste sticla avansata tehnologic.
Asigurarea ventilatiei este o functie importanta a ferestrelor. Ea depinde de
amplasamentul ferestrei, marimea deschiderii si forma cadrului tamplariei .
Ventilatia transversala este de aproximativ 5 ori mai eficienta decat ventilatia
pe o singura parte si favorizeaza miscarea convectiva a aerului in interiorul casei.
Pentru reducerea zgomotului exterior cu frecvente mari sunt necesare ferestre
duble cu sticla groasa, cu un spatiu de aproximativ 100 mm, dar aceasta valoare
reduce performantele termice. Sticla laminata groasa este, de asemenea, buna pentru
controlul zgomotului, dar are performante termice modeste.
Condensarea
Amebele fete de sti cla ale unei ferestre eficiente energetic au temperaturi
apropiate de cele adiacente reducand astfel fenomenul de condens impreuna cu
celelalte efecte nedorite ale sale. In contrast, ferestrele lipsite de eficienta termica
creaza diferente mari de temperat ura intre temperatura din camera si sticla interioara,
facilitand formarea condensului.
Ferestrele eficiente sunt etanse si contin un compus sicativ in bandajul inferior
perforat pentru a elimina condensarea.
Ferestrele reprezinta elemente de constructie cu un pret ridicat. Costurile
ferestrelor si incalzirii/racirii casei sunt strans legate. O investitie in ferestre eficiente
energetic poate reduce drastic consumul de energie pentru incalzire/racire. Ferestrele
eficiente energetic pot reduce, de asemenea , varfurile de incalzire/racire si pot
reduce capacitatea sistemelor de incalzire/racire, conducand si la reducerea
investitiei totale

3.ENERGII ALTERNATIVE PENTRU ALIMENTAREA CLADIRILOR
INTELIGENTE
3.1. Utilizarea energiei solare
3.1.1. Factori climatici si efectele lor asupra relatiei cladire -insorire

Cladirea e expusa determinarilor date de :
-macroclima – legata de situarea ei intr -o anumita zona climatica ;
-mesoclima – legata de situarea ei regionala : influenta topografiei , rezervelor de
apa din zona amplasamentului ;
-microclima – legata de avantajele si dezavantajele date de vecinatate : limita
edificabilului si suprafetele calde invecinate .
Datele climatice influenteaza in mod indirect conformarea cladirii , randamentul
instalatiilor de utilizare a energiei solare fiind influentat de :
-umbrire ;
-inclinatia si marimea colectorilor ;
-temperatura exterioara (incluzand si mijloace de protectie la inghet ) ;
-miscarea maselor de aer .

Randamentul de utilizare a energiei solare e influentat negativ de pierderi ale
luminii solare prin difuzie , reflexie absorbtie , in cazul precipitatiilor , vantului ,
temperaturii .
Puterea iradierii difera in functie de unitatea temporala -spatiala in care e luata in
considerare ener gia radianta
Factori ce influenteaza radiatia globala :
-starea de innorare si tulburenta atmosferica – ea e diferita in functie de

ampla sament ( tara , oras , zona industriala)
-momentul de timp din an sau din zi
-localizarea geografica ( latitudine ). La latitudinea la care ne gasim 1/2 din
iradierea solara se datoreaza radiatiei indirecte . Instalatiile colectoare cu unghi
variabil sunt costisitoare in valorificarea componentei difuze .
-suprafetele colectoare ( orientarea acestora : unghiul de inclinare ) . Lumina solara
se compune din raze paralele . Unghiul sub care acestea ating suprafata fatadei e
determinant pentru gradul de acumul are potentiala de energie a acestora. Este de
evitat amplasarea de pereti cortina pe fatada de vest a cladirilor . Paradoxal
iradierea pe timp de vara a fatadei sudice e redusa in comparatie cu iradierea
acesteia .

3.1.2. Utilizarea pasiva a energiei sola re

Din punct de vedere al pozitiei pe care conceptu l de proiectare al unei cladiri
il poate avea in raport cu utilizarea energiei solar a distingem doua tipuri majore:

1.Cladiri cu pierderi minime .
In aceasta categorie se incadreaza cladirile bin e izolate termic . Nevoia de energie
calorica de incalzire e redusa prin izolarea buna termica , dar aceasta actioneaza ca
o bariera dubla , impiedicand si utilizarea energiei solare .
Exactitatea calculelor e
diminuata insa de prezenta
puntilor termice , neluarea in
considerare a schimbului de aer
prin ventilatie naturala ,
influenta erorilor de executie .
Influenta utilizatorului asupra
comportamentului termic al
cladirii e ridicata , nu poate fi
vorba de o evaluare absoluta ci
doar de o evaluare a varian telor
.
Necesitatea cunoasterii
comportamentului termic al
cladirilor
– cunoasterea efectelor
conformarii si orientarii cladirii
asupra stabilirii nevoii de
energie calorica

– stabilirea generatorilor de caldura si elementelor de racire , a suprafetelor calde si
reci
– evaluarea adecvarii diferitelor sisteme termice
– aprecierea sensibilitatii cladirii la influenta utilizatorilor

2.Cladiri cu castig maxim .
In acest caz standardul izolarii termice nu e atat de inalt urmarind o maxima
utilizare a energ iei solare .Suprafetele acumulante necesita o orientare optima .
Volumul compact al cladirii contribuie prin obtinerea raportului optim suprafata
exterioara/volum la diminuarea pierderilor . Fatadele bine orientate trebuie sa aiba
un apert maxim in aceasta suprafata exterioara in detrimentul celorlalte .
Influenta modului de utilizare se materializeaza in acest caz in special prin
reflectarea in zonificarea cladirii . Zonificarea are o anume influenta asupra nevoii
de caldura . Din punct de vedere termic cl adirea se compune din straturi
concentrice, cu zona mai calda in mijloc . Spatiile inconjuratoare joaca rol de
tampon activ sau pasiv la nord si activ (acumulator de energie) in rest . Cu cat
elementele centrale au o masa mai mare ele pot inmagazina mai mu lta energie .
Materiale :
-finisajul sa fie in strat cat mai subtire
-Constructiile cu structura masiva favorizeaza schimbul de radiatie (elementele de
structura fiind elemente de inmagazinare )
-Elementele de acumulare de culoare intunecata absorb mai m ulta energie
luminoasa .
– constructiile etajate sunt mai putin favorabile acumularii .
Conformarea fer estrelor e importanta prin aspectul ca o importanta pondere in
suprafata acestora o au elementele de cadru (montanti si traverse) . Evitarea
formarii pun tilor termice in aceste puncte e vitala pentru functionarea sistemului .
Elementele de umbrire impiedica si cedarea caldurii inmagazinate in exterior ,

constituindu -se astfel ca un baraj dubludirectionat .

Principalele sisteme de izolare termica transparenta
a. Sistemul e alcatuit din succesiunea perete/spatiu de aer/element
absorbant/termoizolatie capilara inchisa la partea posterioara cu folie pentru a evita
convectia/element de umbrire/foaie de sticla . Sistemul mai e numit si sistemul
elemen t-cadru . E caracterizat printr -o buna izolare , lipsa ventilatiei posterioare .
b. Este sistemul legat de termoizolatie transparenta . E caracterizat de finisajul
exterior al termoizolatiei cu sferisoare de sticla . Impune conditia nivelarii
suprafetei pe retelui de zidarie .
c. E numit sistemul cuplat -convectiv . Elementul de izolare termica e conceput ca
absorbant , cu partea absorbanta din metal aplicat . Se incalzeste prin iradiere
calorica , radiatie pe care o transmite peretelui (element de inmagazina re secundar
prin convectie) . Clapele de ventilatie sunt deschise vara pentru a permite circulatia
aerului .
d. Este sistemul convectiv de castig direct . Caracteristica e utilizarea directa a
aerului incalzit care petrunde in spatiul locuibil prin orifici i ce pot fi inchise cu
clape de ventilatie .Peretelui de zidarie i se ataseaza izolatia iar termoizolatiei
elementul absorbant ca si in cazul anterior .
Principii generale
– Elementul absorbant e in general negru iar coeficientul de absorbtie
corespunzato r deschiderii culorilor respecta o succesiune similara celei a spectrului
luminii solare .
– Protectia contra murdaririi
in general si a prafului in
special e esentiala pentru
pastrarea calitatilor absorbtive
.
– In cazul in care structura de
fixare a ele mentelor
termoizolatiei este in cadre
este de urmarit atat izolarea
termica a ultimelor cat si
mentinerea minima a latimii
acestora .
– Suprafata de privire trebuie
redusa in avantajul
suprafetelor absorbante .
– Termoizolatia transparenta e
de realizat di n materiale

rezistente la intemperii .
– Dilatarea termica trebuie luata in considerare in cazul spatiilor interioare umede
si calde corespunzatoare .
– Protectia contra incendiilor : Peretii termoizolati transparent trebuie mentinuti la
distanta de caile de evacuare (sunt usor inflamabili datorita materialului plastic
continut) si protejati antiinflamator .
– Termoizolatia transparenta are caracteristica de a absorbi si receda apa . In cazul
sistemului legat finisajul termoizolatiei transparente trebuie sa fie permeabil .
Umiditatea poate fi absorbita si prin cadre prin metode de uscare . Termoizolatia
transparenta pe baza de fibre de sticla nu recedeaza apa .
– Spatiul posterior ventilat trebuie divizat pe verticala pentru evitarea efectului de
tub .
– Vitrajul e de dorit din sticla saraca in oxizi de fier (care actioneaza ca absorbanti
nepermitand transmisia) . Masurile de umbrire trebuie sa urmareasca obtinerea
unor reflexii difuze prin suprafata reflectanta a rulourilor . Valoarea K scade cand
ruloul e i ntegrat . In acest caz aplicarea unui strat suplimentar e avantajoasa .
3.2. Utilizarea energiei eoliene
O casă de vacanță izolată poate să creeze mari bătăi de cap proprietarilor,
mai ales dacă aceasta se află într-o zonă neelectrificată. Omul poate alege fie să
extindă rețeaua de transport a statului, pentru ca acesta să o exploateze mai departe
după bunul plac, fie să investească în surse alternative de generare a energiei
electrice care pot costa și de două ori mai puțin. În funcție de locație, o soluți e
poate să fie dată și de turbinele eoliene.
Caracteristici le generale ale unei turbine eoliene :
– constructia unitara si tehnologia avansata permit o performanta foarte buna pentru
viteze medii -mari ale vantului
– configuratii variabile pentru furnizare directa a electricitatii, incarcare de
acumulatori sau generare de electricitate in sistemele clasice de furnizare a
curentului electric
– designul flexibil si pivotant al stalpului de sustinere permite o instalare rapida in
diferite conditii de teren; catargul conic este optional
– zero emisii poluante

Turbinele eoliene sunt acționate de puterea vântului care pune în mișcare
palele ce se află pe un ax ce acționează un generator electric. Curentul electric
obținut este , fie transmis spre înmagaz inare în baterii și folosit apoi cu ajutorul

unui invertor DC -AC, în cazul turbinelor de mică capacitate, fie livrat direct rețelei
de curent alternativ (AC) spre distribuitori.
Pe măsură ce crește consumul și investiția este mai costisitoare, deoarece o
singură sursă alternativă nu mai e ste suficientă, aceasta trebuie să fie suplinită cu
panouri fotovoltaice sau turbine acționate cu ajutorul apei .
Investiția este mare, ceea ce împiedică persoanele fizice să injecteze energie
electrică în sistem. În momen tul în care acest lucru va fi posibil, producătorul de
energie verde nu va mai fi nevoit să stocheze surplusul de electricitate în
acumulatori, ci direct în sistemul național. Renunțând la componenta de acumulare,
valoarea investiției poate scădea la jumă tate. Bateriile de acumulare a energiei
electrice sunt costisitoare din mai multe motive. Pe de o parte, pentru că durata de
viață este cuprinsă între 10 și 16 ani; pe de altă parte, deoarece sunt pe bază de plumb.
Această tehnologie le permite să suporte numeroase descărcări complete, spre
deosebire de acumulatorii auto care trebuie să aibă în permanență un grad de
încărcare de minimum 20%. Rolul lor este totuși evident în situația în care sistemele
nu sunt funcționale, fie pentru că nu bate vântul, fie p entru că intensitatea luminoasă
este scăzută, dar se dorește totuși să se dispună de energie electrică.
3.3. Utilizarea energiei geotermale
Lipsa gazului metan din multe dintre zonele țării poate fi suplinită de energia
geotermală, considerată de specialiș ti una dintre cele mai ieftine modalități de
încălzire a locuinței. Centrala geotermală „transportă” căldura pământului din
adâncuri direct în casă. Potrivit importatorilor și distribuitorilor de astfel de
instalații, aceste sisteme permit economii de 90% în procesul de răcire al clădirilor,
iar costurile de operare față de sistemele de climatizare electrice și centralele pe
bază de combustibili fosili sunt mai mici cu 70%. Potențialul geotermal al solului
poate fi fructificat atât termic, cât și electric. O centrală electrică geotermală
presupune în mod obligatoriu existența unor foraje de mare adâncime, ceea ce duce
la o creștere semnificativă a investiției.
Sistemul de “extragere a căldurii din pământ” începe cu pompele termice
geotermale formate din trei părți: unitatea de schimb de căldură cu solul, pompa
termică propriu -zisă și sistemul de alimentare cu aer. Colectoarele sistemelor
pentru extragerea energiei geotermale sunt formate din țevi PE (polietilenă),
aranjate în spirală, ce pot fi dispuse atât pe orizontală, în situația în care se optează
pentru îngroparea lor la o adâncime de aproximativ 1,2-1,5 metri, cât și pe
verticală, dacă sunt introduse în puțuri de mare adâncime. Proprietățile polietilenei

permit acestor sisteme să reziste la temperatur i cuprinse între -55 și + 600°C. Prin
colectoare circulă, în sistem închis, un amestec de apă și antigel ce preia căldura
din sol și o transferă pompei de căldură.
Aceasta din urmă concentrează căldura preluată din sol pe care apoi o
introduce în circuit ul caloriferelor din locuință. În funcție de climat, suprafața
disponibilă și de puterea sistemului, circuitul geotermal poate fi configurat în mai
multe feluri, iar odată instalat acest circuit nu necesită întreținere. Temperatura
înregistrată în primii p atru metri ai scoarței terestre este cuprinsă între 10° -16°C.
Acest nivel e puțin mai ridicat decât temperatura aerului din timpul iernii și mai
scăzut decât cea a aerului vara. Iarna, pompa transmite căldura acumulată de fluid
în cadrul sistemului de alim entare cu aer. Vara, procesul este inversat, iar căldura
eliminată din interiorul clădirii poate fi folosită la încălzirea apei, constituind o
sursă gratuită de apă caldă.
Prețul de pornire al acestor instalații începe de la câteva mii de euro și poate
depăși cu ușurință 40.000 de euro. Diferența este făcută de suprafața ce trebuie
încălzită și de adâncimea la care este îngropat sistemul de colectare. Dacă acesta
din urmă se află la doi -trei metri adâncime, apa din țevi nu se încălzește mai mult
de 10˚C, s ituație în care sistemul va trebui să consume energie electrică sau gaz
pentru a crește temperatura apei înainte să fie pompată în calorifere. Apa scoasă la
suprafață dintr -un puț aflat la 2.500 metri adâncime are 70 de grade, temperatură
apropiată de cea din calorifere pe timp de iarnă. În medie, investiția ce trebuie
făcută pentru acoperirea necesarului termic din timpul anotimpului rece, dar și
pentru asigurarea răcorii de peste vară se cifrează în jurul valorii de 15.000 de euro
pentru o casă de 250 met ri pătrați, suprafață egală cu cea a trei apartamente cu trei
camere.
Chiar dacă pare mare, amortizarea investiției se poate realiza și în mai puțin
de cinci ani. Potențialul termic anual al României din surse geotermale a fost
evaluat la 7 PJ (petajoule s), de opt ori mai puțin decât se poate obține cu ajutorul
energiei solare. Cu toate acestea, echivalentul termic al celor 7 PJ (7 x1015 Joules)
este de 1,67 milioane gigacalorii, de trei ori mai mult decât se livrează prin rețeaua
municipiului Cluj -Napoca într-o iarnă nu prea geroasă. Altfel spus, oricât de aspre
ar fi lunile de iarnă, energia geotermală ce s -ar putea obține ar fi suficientă pentru
încălzirea a cel puțin 300.000 de locuințe.
Zonele cu cel mai mare potențial geotermal sunt Câmpia de Sud și cea de
Vest. Paradoxal sau nu, județele din aceste două regiuni sunt cel mai slab
dezvoltate în ceea privește acoperirea cu rețele de gaze naturale.

3.4. Utilizarea energiei micro -hidrocentralelor
Microhidro turbinele electrice sunt cele mai ef iciente si ieftine generatoare de
energie electrica. Daca aveti un mic parau sau un rau, in apropiere cabanei sau casei,
care poate furniza cel putin 5 litri/sec de la o diferenta de nivel de cel putin 3 m, sau
0,5 litri/sec de la o diferenta de nivel de c el putin 10 m, nu ezitati sa folositi un
generator hidro electric. Veti avea energie ecologica, gratuita si nelimitata.
Puterea apei e cea mai importanta sursa energetica care nu are in compozitia
sa dioxid de carbon, dioxid de sulf, protoxizi de azot sau orice alt tip de emisie
poluanta si nu produce nici un fel de reziduuri solide sau lichide. Centrala
hidroelectrica se foloseste de o cadere naturala sau artificiala a unui rau si inglobeaza
principalele avantaje in comparatie cu alte surse de energie, ec onomisind la capitolul
consum de carbune, combustibil sau lemn de foc, fiind de sine statatoare.
In contextul actual, pot fi subliniate urmatoarele avantaje principale ale
micro -hidrocentralelor:
• Sunt potrivite pentru cerinte mici de putere, descentrali zate (industria usoara,
ferme private si intreprinderi, comunitati rurale) si pentru operatii externe retelei
principale;
• Necesita retele de distributie de joasa tensiune si, eventual, micro -retele
subregionale;
• Pot fi utilizate in proprietate privata, in coproprietate sau proprietate comuna, cu
un necesar de forta de munca semi -calificat si cu o administrare in coproprietate,
sau individuala;
• Perioada scurta de constructie cu materiale locale si utilizarea abilitatilor
populatiei din zona, pot avea u n impact considerabil asupra calitatii vietii rurale;
• Flexibilitatea lor, in special in ceea ce priveste adaptarea la incarcari variabile in
functie de debitul afluent, le face un component privilegiat in orice sistem
energetic integrat;
• Centralele pot rezista o perioada indelungata. Unele au peste 70 de ani si sunt
inca in stare de functionare. Centralele pregatite de a intra in functiune in viitorul
apropiat pot prezenta o durata de viata chiar mai lunga si pot servi consumatori
timp de mai multe gene ratii fara a polua atmosfera;
• Investitiile in hidrocentralele mici s -au dovedit a fi sigure si de nadejde de mai
multe zeci de ani.
Productia de energie electrica utilizand ca resursa primara apa, este un proces de
conversie energetic in care apa este un mijloc eficient de transmitere si
transformare a potentialului gravitational al curgerii in energie mecanica si
electrica.

Principalele componente ale unei hidrocentrale de mica putere sunt
urmatoarele:
• Acumularea: constituie o forma de stocare a energ iei potentiale disponibile;
• Sistemul de transfer, care include dispozitivul de captare (priza de apa echipata
cu gratar) si circuitul de transfer (canalul, vana, stavilarul, galeriile, canalul de fuga
sau evacuarea) unde o parte din energia disponibila e ste convertita in energie
cinetica;
• Turbina hidraulica: este o parte a centralei unde energia apei este convertita in
energie mecanica;
• Generatorul: energia mecanica transmisa la turbina mentine viteza rotorului
generatorului producand energie electric a in concordanta cu legile
electromagnetice;
• Statia de transformare si linia de transport: energia electrica este condusa si
transformata pentru a putea fi conectata la retea pentru a putea furniza energie
electrica consumatorilor.
Pentru a functiona pe cursul unui rau, o parte din apa raului este deviata prin
intermediul unui canal, conducta, etc, si livrata unei turbine sau roti cu zbaturi.
Miscarea astfel obtinuta poate fi folosita in procese mecanice, cum ar fi poparea apei,
sau pate fi folosita ca su rsa de energie pentru un generator sau alternator electric.
Prin intermediul unui invertor este livrata consumatorilor la tensiunea de utilizare
standard de 220 V, 50 Hz, sau stocata intr -o baterie de acumulatori prin intermediul
unui regulator de incarcar e. In fuctie de puterea instalata ea poate fi livrata direct
beneficiarilor .
3.5. Utilizarea pompelor de caldura
In principiu pompa de caldura functioneaza in acelasi fel ca si un frigider,
numai ca se utilizeaza invers. Frigiderul absoarbe caldura de la alimentele din
interiorul sau. aceasta caldura pe urma, prin grilajul de pe spatele frigiderului, va fi
predata incaperii in care se afla. In consecinta cu cat racim mai multe alimente, cu
atat frigiderul incalzeste mai mult incaperea in care se afl a.

Si pompa de caldura absoarbe caldura din mediu, dupa care o pompeaza la
un nivel de temperatura adecvat pentru a incalzi o locuinta. Pompele de caldura
fiind utilaje de un nivel tehnic foarte ridicat, ele pot asigura constant acest proces
de incalz ire iarna sau vara, ziua sau noaptea,chiar si atunci cind afara este ger,
putand absorbii din pamant, din apa din panza freatica sau din aer, caldura necesara
incalzirii.
Pompele electrice moderne de căldură, oferă posibilități tehnice efective
pentru econ omisirea de energie și reducerea emisiilor de CO 2. În cazul reducerii
necesarului de căldură prin izolație termică îmbunătățită, pompa electrică de
căldură (mai ales în clădirile noi) reprezintă o bună alternativă. Adaptarea corectă a
sursei de căldură și a sistemului de distribuție de căldură la regimul de funcționare
al pompelor de căldură, conduce la funcționarea sigură și economică a instalațiilor
de încălzire cu pompe de căldură.
Pompa de căldură oferă premisele tehnice necesare pentru încălzire și
preparare de apă caldă menajeră. Pompa de căldură obține aproximativ trei sferturi
din energia necesară pentru încălzire din mediul înconjurător, iar pentru restul,
pompa de căldură utilizează ca energie de acționare curent electric.
Căldura ecologică – energia solară acumulată în sol, apă și aer – stă la
dispoziție în cantități nelimitate. Pompa de căldură oferă posibilitatea pentru
încălzire economică și ecologică prin utilizarea căldurii ecologice .

In principiu pompele de caldura nu sunt centrale termice revolutionare, dar
sunt agregate foarte moderne de transferare a energiei termice dintr -un loc in altul.
De exemplu transferarea energiei termice din mediul inconjurator in casa, pentru
cresterea confortului locatarilor intr -un mod cit mai eficient, econo mic si totodata
fara emisii de dioxid de carbon.
La frecare puternica si rapida a palmelor , numarind intre timp la cate frecari
rapide se poate rezista, se descopera ca l a a cinzecia frecare , palmile o sa -va fie
atit de fierbinti incat caldura produsa nu mai poate fi suportata de corp . Si
moleculele sunt cam in aceasi situatie. Cu cat sunt mai multe molecule in acelasi
loc, cu atat mai usor se vor lovi unele de altele, si ca urmare vor fi din ce in ce mai
calde. Daca apasam pe butonul de pe un spray si el iberam continutul, flaconul se
va racii instantaneu si chiar se va produce si bruma pe el.
Daca o pompa de bicicleta va fi actionata de mai multe ori consecutiv si cu o
viteza mare, comprimind aerul, acesta se va incalzii in asa masura incat nu mai
putem s-o atingem. Adica daca vom comprima un gaz, temperatura lui va creste
(pompa de bicicleta), iar
daca acest gaz va fi
decomprimat, adica va
trece printr – un proces de
de expansiune, se va raci
(spray).
Moleculele reci
(care se afla la distanta
unele de alt ele), care abia
reusesc sa se frece intre
ele, le introducem intr -un
recipient. Dupa ce am dus
recipientul in camera,
vom comprima acesta
(obligind moleculele sa
fie intr -un spatiu mai restrins). Moleculele de gaz se vor ciocni intre ele (sunt mai
aproape unele de altele, frecindu -si mai des palmile) incep sa se incalzeasca, prin
asta incalzind camera, sau acel spatiu in care se afla in acel moment (piscina, sau
vor prepara apa ). Energeticienii din lume, an de an descopera solutii din ce in ce
mai viabile. Dupa expansiunea preturilor pe piata combustibililor fosili (petrol,
gaz), utilizarea acestor metode a devenit mult mai rentabila decit cele clasice
(incalzirea cu centrale pe gaz, sau motorina etc).

A Căldura ecologică
B Compresor
C Turul circuitului de încălzire
D Returul circuitului de încălzire
E Condensator
F Ventil de destindere
G Vaporizator
Preluarea căldurii din mediul înconjurător duce la creșterea temperaturii în
compresor , producand transferul de căldură la instalația de încălzire. În
vaporizator se află agent de lucru lichid la presiune redusă. Nivelul de temperatură
al căldurii ecologice din vaporizator este mai ridicat decât domeniul de temperaturi
de fierbere corespunzător presiunii agentului de lucru. Ac eastă diferență de
temperatură conduce la o transmitere a căldurii ecologice asupra agentului de
lucru, iar agentul de lucru fierbe și vaporizează. Căldura necesară se preia de la
sursa de căldură. Vaporii rezultați din agentul de lucru se aspiră continuu din
vaporizator de către compresor și se comprimă. În timpul comprimării cresc
presiunea și temperatura vaporilor. Vaporii agentului de lucru ajung din compresor
în condensatorul care este înconjuratde agent termic.
Temperatura agentului termic este mai re dusă decât temperatura de
condensare a agentului de lucru, astfel încât vaporii se răcesc și se lichefiază
(condensează) din nou. Energia (căldura) preluată în vaporizator și suplimentar,
energia electrică transferată prin comprimare, se eliberează în cond ensator prin

condensare și se transferă agentului termic. În continuare se recirculă agentul de
lucru prin intermediul unui ventil de destindere în vaporizator. Agentul de lucru
trece de la presiunea ridicată a condensatorului la presiunea redusă a
vaporiz atorului. La intrarea în vaporizator se ating din nou presiunea și
temperatura inițială. Circuitul este închis.
Pentru o utilizare indicată a căldurii mediului ambiant sunt disponibile
sursele de căldură sol, apă și aer. Toate reprezintă un cumulator de e nergie solară,
astfel încât cu aceste surse de energie se utilizează indirect energie solară. Pentru
utilizarea practică a acestor surse de energie trebuie respectate următoarele criterii:
– disponibilitate suficientă;
– capacitate cât mai mare de acumul are;
– nivel cât mai ridicat de temperatură;
– regenerare suficientă;
– captare economică;
– timp redus de așteptare.
Pentru det erminarea efectelor tehnico -economice ale producerii căldurii în
instalații cu pompe de căldură este necesară definirea uno r indicatori energetici și
economici pe baza cărora să se poată analiza soluția ce utilizează pompă de căldură
în raport cu soluțiile clasice.
Performabilitatea sistemului de producere a căldurii cu astfel de aparate față
de alte sisteme de încălzire se pu ne în evidență cu ajutorul indicatorului energetic
adimensional εPC, denumit eficiența sau coeficientul de performanță al pompei de
căldură , definit în continuare.
Coeficientul de performanță al pompei de căldură εPC:
WQuPC=ε
in care Q u este caldura utila furnizată de pompa de căldură, iar W energia
consumata de instalatia ce pune in miscare compresorul (mecanica, electrica,
cinetica sau termochimica).

Determinarea eficientei unei pompe de caldura cu comprimare mecanica actionata
electric:

in care:
– Tc si T r sunt temperaturile absolute (K) ale sursei calde si reci;
– Δtc si Δt r (K) – diferentele de temperatura dintre temperatura de condensare si
temperatura sursei calde, respectiv, dintre temperatura sursei reci si temperatura de
vaporizare;
– ηreal – randamentul ciclului frigorific real fata de un ciclu Carnot diferential;
– ηi, ηm – randamentul intern si randamentul mecanic al compresorului;
– ηe – randamentul global al motorului electric;
– QPC – puterea termic a a pompei de caldura (kW);
– consumul specific de energie electrica al pompei de caldura. wPC in kW/GJ:

Daca analizam preturile de energie in ziua de azi, ajungem sa constatam
lucruri surprinzatoare. De la an la an pretul surselor de energie (combustibili fosili)
creste, except ie fiind pretul energiei electrice, pretul careia a crescut in mai mica
masura fata de rata inflatiei. In tarile din cadrul UE, in anii de dupa introducerea
liberalizarii pietei energiei electrice, pretul – in valoare reala – a energiei electrice a
scazut cu 20 -30%.

CONCLUZII

Pentru o dezvoltare durabila, energia reprezinta prioritate nationala si
globala. Se prevede eficientizarea utilizarii energiei prin adoptarea de tehnologii
noi aplicate de producatori si de consumatori, prin care cu cantitati mai reduse de
energie sa se obtina aceleasi s ervicii, insa mult mai ieftin.

Pentru economisirea energiei electrice si termice se actioneaza in doua
moduri: prin dotarea cladirilor cu tehnicile IT, cu care se planifica iluminatul,
aeris irea, incalzirea interiorului si a apei menajere, asigurandu -se securitatea
impotriva incendiilor si a infractorilor, si prin izolari cat mai bune realizate cu
ajutorul unor produse ale industriei chimice .

Cladirea viitorului, fie ea locuinta sau spatiul in care petrecem timpul pe
perioada programului de lucru, reprezinta obiect de analize si cercetari minutioase
pentru foarte multe domenii de activitate. Este o certitudine concluzia care arata ca
mai toti ne petrecem majoritatea timpului in interior si d eci viitorul ne impune ca o
necesitate, nicidecum ca un lux, " cladirea inteligenta ".

O alta certitudine este aceea ca abordarea unei "cladiri inteligente" a ajuns la
nivelul de abordare sistemica, integrare si interoperabilitate. Se integreaza
conceptul de optimizare a consumurilor energetice cu siguran ta, securitatea,
confortul si comunicatiile.

Evolutia din industria aparaturii utilizate in controlul proceselor este in plina
maturitate si are la baza p rincipiul interoperabilitatii.

Cele mai mari firme producatoare sustin actuala revolutie conceptuala.
Sistemele de cladiri inteligente pot fi considerate infrastructura care sa
implementeze cresterea productivitatii oamenilor. De aceea, in dezvoltarea unei
cladiri inteligente, de o impo rtanta maxima este schimbul de informatii intre
arhitecti, inginerii electricieni, telecomunicatii, energetica, medi u si managementul
serviciilor.

Iar daca in perspectiva vom vedea viitorul cladirilor cu eficienta mult
crescuta pentru furnizo rii de servicii (energie electrica, termica, gaze, salubrizare
etc.), ar fi cu adevarat un pas inainte. Sa ne imaginam furnizorul de energie
electrica (care deja ofera si in Romania site -uri interactive) comunicand on -line cu
utilizatorul, citind din sediu l propriu consumul sau fiind anuntat prin sistemul de

management al cladirii de eventualele avarii. Care ar fi pretul energiei, care ar fi
timpul de remediere a defectului? si, mai ales, care ar fi sentimentul
administratorului, salvat de problemele de com unica re pe care le are in prezent.

Concluzia este: cladirea inteligenta ofera confort, siguranta, economie de
timp si bani, securitatea utilizatorului si integrarea in ultimul val de tehnologie a
comunicatiei si interoperabilitatii.

BIBLIOGRAFIE
1. Casa Buhnici: https://buhnici.ro/
2. What is a Smart Building: rueoccupancy.com https://www.rueoccupancy.com/
3. Cum se obtine energia solara?: https://www.cezinfo.ro/
4. Basics of wind energy?: https://www.awea.org/
5. What is geothermal energy?: https ://www.power -technology.com/
6. Hydropower explained: https://www.eia.gov/
7. Heat Pump System: https://www.energy.gov/
8. Idei verzi pentru casa ta , https://www.enel.ro/
9. The benefits of owning and working in a smart building ,
https://enterpriseiotinsights.com/
10. What is a smart building? , https://www.rcrwireless.com/
11. Smart windows for energy efficiency of buildings , https://www.researchgate.net/
12. How to avoid home heat loss , https://www.buildwithrise.com/