Optimizarea Energetica a Cladirilor Individuale de Locuit din Romania

CAP.1 CONCEPTUL DE EFICIENȚĂ ENERGETICĂ IN CONSTRUCȚII

1.1 Construcții cu consum redus de energie

Nu există o definiție globală pentru clădirile cu consum redus de energie, dar acestea sunt, în general, clădiri care au o performanță energetică mai bună decât cerințele alternative/standard de eficiența energetică ale codurilor din domeniul construcțiilor.

Clădirile eficiente energetic utilizează de obicei un nivel ridicat de izolare temică, ferestre eficiente energetic, un nivel scăzut al infiltrațiilor aerului și folosesc un sistem de recuperare de căldură pentru a reduce necesarul de energie pentru încălzire și răcire. Ele pot folosi, de asemenea, tehnici de proiectarea a clădirilor solare pasive sau tehnologiile clădirilor active solare. Aceste case pot utiliza, de asemenea, tehnologii de reciclare a apei calde pentru a recupera caldura de la dușuri și mașini de spălat vase.

De fapt, aceste clădiri sunt cunoscute sub diferite denumiri în Europa. Un sondaj efectuat în 2008 de către Comisia Europeana pentru justificarea EPBD a identificat 17 termeni diferiți folosiți pentru a descrie astfel de clădiri utilizate în Europa, printre care casă cu consum scăzut de energie, casă de înaltă performanță, case pasive/Passivhaus, casa zero carbon, casa cu consum zero de energie, casa cu economii de energie, casa cu energie pozitivă, casa-3 litri.

În literatura de specialitate pot fi întâlniți termeni adiționali cum ar fi casa cu consum ultra scăzut de energie. În cele din urmă, concepte care iau în considerare mai mulți parametri decât cererea de energie foloses termeni speciali, cum ar fi eco construcție sau termenul de clădire verde.

Variații există nu numai în ceea ce privește termenul ales, dar, de asemenea, și ce consum de energie este inclus în definiție. În mod ideal, cerințele minime de performanță ar trebui să ia în considerare toate tipurile de utilizare a energiei, care este cererea pentru încălzirea spațiului(racire), încălzirea apei, aer conditionat precum și consumul de energie electrică.

Acest lucru nu se întîmpla intotdeauna. Dimpotrivă, definiția poate acoperi numai necesarul pentru încălzire spatiului ignorând toate cerințele de energie electrică, care pot acoperi cea mai mare parte a necesarului de încălzire, de exemplu, in clădiri de birouri.

1.1.1 Definiții pentru construcții cu consum redus de energie

În prezent, șapte state membre ale UE au o definiție pentru construcțiile cu consum redus de energie (AT, CZ, DK, UK, FI, FR și DE, BE (Flandra), iar alte câteva intenționează să definească acest concept (LUX, RO, SK, SE).

Definițiile au ca țintă de obicei clădirile noi, dar în unele cazuri (AT, CZ, DK, DE, LUX) acoperă, de asemenea, clădirile existente și se aplică în aproape toate cazurile atât la clădiri rezidențiale cât și non-rezidențiale.

De obicei, scăderea consumului de energie necesară se va situa între
30 – 50% din ceea ce este definit pentru tehnologia standard pentru clădirile noi. Aceasta ar corespunde la o cerere de energie anuală de energie între 40-60kWh/ m² pentru țările din Europa Centrală.

Tabelul de mai jos oferă o imagine de ansamblu a definițiilor pentru clădirile cu consum redus de energie pentru întreaga Europa:

Tabelul 1: Exemple de definiții pentru construcții cu consum redus de energie

Sursa: SBI (Danish Building Institute), European Strategies to move towards very low energy buildings, 2008

Fig.1. Necesarul de energie pentru diferite tipuri de construcții

Având în vedere condițiile climatice și reglementările diferite din Europa, este dificil să se definească exact conceptul de clădiri cu consum redus de energie pentru întreaga UE. 

1.2 Casa pasivă și concepte echivalente

Definițiile pentru case pasive sunt chiar mai eterogene iar în acest caz este lesne de înțeles că termenul diferă de la Europa Centrală / Europa de Nord (Germania, Austria, Suediaetc) la Europa de sud (Spania, Italia, Portugalia, Grecia). În sudul Europei, acest lucru înseamnă că o casă a fost construită în conformitate cu criteriile generice de proiectare pentru case pasive, adică prin utilizarea de tehnologii pasive. În Europa Centrală, termenul de casă pasivă se referă la un anumit tip standardizat de clădiri eficiente energetic, dupa modelul dezvoltat în Germania. Este un tip special de clădire cu consum redus de energie pentru care confortul termic poate fi atins numai prin post-încălzire sau post-răcire a masei de aer proaspăt fără a fi necesar un sistem de încălzire convențional. Tehnologiile casei pasive includ, de obicei, aporturi solare pasive (de asemenea, prin orientarea sud), geam termoizolant (valoare U-0.75 W / (m² K), construcția este închisă ermetic și nu are punți termice.

Astfel se reduce necesarul anual pentru încălzire la 15 kWh / (m² a) ceea ce înseamnă că se folosește cu aproximativ 85% mai puțină energie, limita pentru consumul total de energie primară fiind de 120kWh / m² pe an.

În Elveția este utilizat un standard similar cu cel din Germania, MINERGIE®-P. În Statele Unite, o casă construită la standard pasiv utilizează între 75 și 95% mai puțină energie pentru încălzirea și răcirea spațiilor decât cele din noile clădiri care îndeplinesc standardul de eficiență energetică actual în SUA.

În prezent mai mult de 20.000 astfel de case au fost construite în Europa, însă majoritatea sunt localizate în Germania, Austria și Scandinavia.

1.3 Casa zero carbon (zero carbon house)

Specificitatea unei case de energie zero/casa zero carbon este aceea că energia necesară nevoilor neacoperite este complet acoperită cu surse regenerabile de energie. O casa cu consum energetic net anual zero poate fi autonomă față de rețeaua de aprovizionare energetică, dar în practică, aceasta înseamnă că în anumite perioade energia este dobândită din rețea și în alte perioade ea este a furnizată la rețea (surse de energie regenerabile sunt adesea sezoniere).

În SUA, sunt utilizate diferite definiții ale clădirilor de energie zero.*

Japonia este în proces de stabilire a definiției și pregătește politici referitoare la aceasta.

* info: Zero energy buildings: A critical look at the definition. Se găsește la:

www.nrel.gov/docs/fy06osti/39833.pdf

1.4 Casa cu energie pozitivă (energy positive house)

O casă de energie pozitivă (plus energy house) este o casă care, în medie, pe parcursul anului produce mai multă energie din surse regenerabile de energie decât importurile din surse externe.

Acest lucru este realizat folosind combinații de generatoare mici de curent electric și tehnici de construcție ale clădirilor cu consum redus de energie cum ar fi proiectarea construcțiilor solare pasive, izolare temică superioară și orientarea spațială. [1], [2], [3], [4], [5]

CAP 2. CASA PASIVĂ. DESCRIERE CONCEPT

2.1 Generalități

Ideea de a dezvolta conceptul de casă pasivă a venit inițial din partea profesorului suedez Bo Adamson. În timpul unei călătorii de studiu în China, la mijlocul anilor 80, el a întâlnit tehnicile tradiționale de construcție în zona de sud a râului Yang Tse. Marturiile acestor tehnici au inspirat co-efortul profesorului Wolfgang Feist de a dezvolta conceptul de casă pasivă. Primele case pasive au fost construite în Germania în anii 90. Numărul de case pasive construite a crescut pe parcursul deceniului și a dus la înființarea Institutului de case pasive la Darmstatd (Feist 2005).

2.2 Definirea casei pasive

O casă pasivă este o casă care reușește să păstreze o temperatură confortabilă, chiar și în anotimpul rece, fără utilizarea unui sistem de încălzire specific. Termenul de pasiv este folosit deoarece principala sursă de încălzire provine de la soare și de la căldura emisă de locuitori acesteia, de aparatele de uz casnic, de căldura care este consumată pasiv de către casă fără utilizarea de orice aparate speciale (Schnieders 2003).

O casă pasivă este definită ca o casă cu un necesar maxim anual pentru încălzire de 15 kWh/m2 (Husbanken 2004). Standardul a fost dezvoltat pentru prima oară de către Wolfgang Feist, iar acum este reglementat de către Institutul german de case pasive Passivhaus. Standardul este exclusiv definit de consumul de energie necesar pentru încălzire, neavând cerințe specifice stabilite pentru materialele de construcții sau tehnicile de construcție utilizate. Chiar dacă standardul este definit de consumul de energie necesar pentru încălzire, conceptul de casă pasivă presupune, de asemenea, reducerea la minim a consumul de energie, provenit din alte surse potențiale consumatoare în clădire. În mod normal, aceastea ar include apa caldă menajeră și aparatele de uz casnic. Obiectivul este de a menține un consum total de energie de 120kWh/m2a (Schnieders 2003).

Chiar dacă standardul în sine nu stabilește nicio cerință pentru materialele de construcții utilizate, este evident că un consum redus de energie nu se realizează fără o minuțioasă luarea în considerare a acestor aspecte încă de la începutul proiectului.

O abordare a conceptului de casă pasivă poate fi percepută în general ca fiind compusă din cinci elemente de bază. Trei dintre ele (izolare termică superioară, recuperarea căldurii și aporturile solare) se referă la proprietățile de încălzire ale clădirii, în timp ce ultimele două (randament electric și completarea celorlalte cereri de energie cu surse regenerabile) sunt necesare pentru a minimiza pe deplin impactul asupra mediului.

Izolarea termică de cea mai înaltă calitate este o condiție prealabilă pentru a atinge standardele stabilite în conceptul de casă pasivă. Acest lucru poate fi realizat cu diverse tipuri de materiale, dar valorile U ale elemente de construcție exterioare nu trebuie să depășească 0,15W/m²K. Acest lucru se realizează printr-o izolație termică superioară, cu o grosime a stratului de izolație termică de pâna la 50cm.

Izolatia nu este singurul aspect important care trebuie luat în considerare. Punțile termice trebuie să fie evitate iar clădirea trebuie perfect etanșeizată. O proiectare detaliată este imperios necesară pentru a atinge astfel de performanțe.

Un sistem eficient de recuperare a căldurii este un element principal în atingerea standardelor de casă pasivă. Numarul schimburilor de aer pe oră, în Romania, are o valoare medie de 0,6 potrivit Normativului C107/1-1997 în timp ce în Norvegia acesta este de aproximativ ⅛ potrivit codul actual de construcții norvegiene. Rata de recuperare a căldurii trebuie să depășească 75%, un procent care poate fi realizat prin intermediul schimbătoarelor de căldură. Sistemul de ventilație trebuie să fie extrem de eficient energetic. 

Izolația termică și sistemul de recuperare a căldurii sunt factori cheie pentru a realiza construcții cat mai eficiente energetic. Aporturile solare pasive reprezintă următorul pas în acest proces. Aportul energiei solare acoperă aproximativ o treime din cererea de energie termică a unei case pasive. Pentru a realiza acest lucru trebuie să existe un aport solar net  direct de la ferestre. Aceasta se realizează prin pierderi de caldura extrem de scăzute prin ferestre, tocuri de o eficiență ridicată și orientarea ferestrelor către sud. Ferestrele trebuie să aibă o valoare U mai mică de 0,8 W/m² K, care reprezintă un pic mai mult de jumătate din valoarea medie a unei ferestre moderne. 

Un randament electric ridicat vizează utilizarea numai acelor aparate electrice care sunt extrem de eficiente energetic. Toate aparatele electrice trebuie clasificate în clasa A conform standardelor de eficiență electrică stabilite de UE. Chiar dacă o casă pasivă este concepută pentru a minimiza consumul de energie, va fi în continuare nevoie de energie. O casă pasivă ar trebui să vizeze obținerea aceastei energii din surse regenerabile nepoluante. Un bun exemplu ar putea fi integrarea colectoarelor solare în procesul de proiectare al clădirii, permițând astfel creșterea procentului de apă caldă necesară pentru a fi încălzită pasiv.

Fig.2 Prezentare schematică a conceptului de casă pasivă

2.3 Condiții privind proiectarea caselor de tip pasiv

2.3.1 Repere privind proiecatrea caselor pasive

Reperul: un necesar de energie pentru încălzire de 15 kWh/m2an. Acolo unde se realizează un necesar de energie pentru încălzire de 15kWh/m2an, economia, fizica construcției și proiectul sunt in perfectă armonie.Judecand doar după aspectul său exeterior, o casă pasivă poate semăna cu modelele convenționale de proiectare.În ceea ce priveste interiorul, ea reclamă o proiectare meticuloasă. Această etapă este mai pretențioasă și mai costisitoare- cel puțin la început. În final, totuși, noul concept va facilita realizarea și va ajuta la obținerea unui bilanț energetic avantajos: pe de o parte pierderi reduse de caldură, pe de altă parte aporturi de caldură solară și internă.Atât proiectarea cât și execuția caselor pasive trebuie făcută cu maxim de profesionalism. O casă pasivă are un ‘’buget energetic’’ limitat.

Prin urmare performanța sa energetică trebuie garantată pentru multe decenii. Pe termen lung calitatea execuției este chiar mai importantă pentru eficiența energetică a clădirii decât valorile U calculate pentru fiecare componentă de structură.

Deoarece conceperea unei case pasive este o muncă foarte pretențioasă, care necesită un proiect elaborat și metode de execuție de calitate ridicată, bine controlate, realizarea devine mai ușoară.Pentru a diminua costul construirii unei case de tip pasiv, se recomandă alegerea unui proiect simplu, compact. Fiecare parte expusă sau proeminență a clădirii sporește necesarul de căldură pentru încălzire. Din punct de vedere al geometriei clădirii, este avantajos să se minimizeze suprafața anvelopei care delimiteaza volumul incalzit. Reducerea acestei suprafețe diminueaza pierderile de căldură și costul construcției.În plus față de forma clădirii, amplasarea poate avea un impact pozitiv asupra consumului de energie. Casa pasivă trebuie orientate către sud.

Punțile termice sunt punctele slabe ale anvelopei clădirii și conduc la pierderi nedorite de căldură. Prin urmare, o prioritate absolută o reprezintă construirea unei anvelope fără punți termice.

Fig.3 Aspecte privind orientarea, înclinația razelor solare și umbrirea

2.3.2 Cei mai importanți pași în proiectare sunt:

Reducerea umbririi pe timp de iarnă. Aceasta înseamnă proiectare fără parapeți, protecții spre exterior, balcoane încastrate, pereți despărțitori etc.

Structura clădirii să fie una compactă. Suprafețele vitrate trebuie să fie orientate spre sud și să acopere până la 40% din suprafața peretelui. Ferstrele spre est/ vest/nord trebuie să fie mici, nu mai mari decât cele cerute pentru o ventilare optimă.

Forma anvelopei să fie una cât mai simplă, fără complicații.

Concentrarea instalațiilor într-un singur loc, de exemplu dispunerea băilor deasupra sau în vecinătatea bucătăriilor.

Prevederea locurilor pentru conductele de ventilare necesare.

Separarea termică a subsolului de parter (inclusiv scara spre subsol) – absolut etanș și fără punți termice.

Estimarea, de la bun început, prin calcul a necesarului de energie( de exemplu –calcul prin Pachetul de Proiectare a Casei Pasive PHPP).

Selectarea tipului de structură a clădirii – ușor (lemn, metal) sau greu (beton, zidărie). Elaborarea conceptului proiectului, planurile casei, conceptul de alimentare cu energie pentru ventilație, încălzire și apă caldă.

Proiectarea grosimii izolației anvelopei clădirii și evitarea punților termice.

Proiectarea elementelor de legătură etanșe și fără punți termice.

2.3.3 Anvelopa clădirii

Anvelopa clădirii este foarte importantă în faza de proiectare a casei pasive. Raportul V/A trebuie să fie între 1 și 4 iar raportul A/V trebuie să se situeze între 1 și 0,2. Deoarece căldura se pierde prin transmisie prin anvelopa clădirii o formă compactă a acesteia asigură o performanță energetică superioară datorită unei suprafețe reduse.

Fig.4 Raportul V/A și A/V

În plus față de forma clădirii, amplasarea poate avea un impact pozitiv asupra consumului de energie. Casa pasivă trebuie orientată spre sud fără umbrire făcută de munți, arbori sau alte clădiri, astfel ca să se maximizeze aporturile solare, in special în lunile reci de iarnă.

a. b.

Fig.5 Alegerea a) locației și a b) formei clădirii pasive

2.3.4 Izolația termică

Fie că este masivă, din lemn, sticlă sau o construcție mixtă – o casă pasivă se pretează la orice stil de construcție. Dacă diferitele componente au fost instalate cu grijă, fără punți termice, rezultă un sistem închis, care păstrează o ambianță interioară confortabilă. Mulțumită izolației de înaltă calitate, anvelopa clădirii este etanșă oferind protecție la frig, căldură și zgomot. Locatarii se bucură de cel mai mare confort posibil-datorat înainte de toate diferenței mici dintre temperatura aerului și a suprafețelor, atât pe timpul iernii cât și vara.

Izolarea continua de la acoperiș pâna la fundație nu numai că va reduce cheltuielile, dar reprezintă și o investiție utilă în confortul locatarilor. Astfel, materialele termoizolante din fibre minerale, precum vata minerală, dau rezultate deosebit de bune. Pentru comparație, pentru a obține același efect de izolare ca și 1,5-2 cm de material izolant, ar fi necesari circa 30cm de cărămidă solidă sau 105cm de beton. Luând in considerare grosimea de izolare recomandată pentru casele pasive de 30cm sau mai mult, solicitarea asupra clădirii ar fi mult prea mare- fără a mai vorbi de costuri. Un alt aspect important este reprezentat de consecințele ecologice foarte favorabile care se obțin din izolarea cu vată minerală: mai puțină energie pentru încălzire, emisii mai reduse de CO2 și un ciclu de viață mai lung al clădirii.

Toate acestea generează beneficii atât pentru indivizi cât și pentru societate.

Numai prin instalarea unei izolații termice de înaltă calitate se poate utiliza eficient energia solară. Pe timpul iernii aportul solar este valorificat în interiorul casei, în loc să încălzească inutil aerul exterior. Într-o casă pasivă sistemul solar optimizat economic poate acoperi circa 30-50% din necesarul total de încălzire de joasă temperatură. Ferestrele contribuie, de asemenea, la reducerea impactului ambiental. Dacă sunt conforme cu standardele casei pasive, atunci ele degajă mai multă căldură spre interior, decât spre exterior. Mulțumită geamurilor triple, tocurilor izolate termic și absenței punților termice aporturile de căldura sunt mari chiar și pe timpul iernii, astfel încât pot compensa o mare parte din pierderile de căldură. Totuși, pentru ca locatarii să nu transpire pe timpul verii, trebuie luate măsuri preventive:

Umbrirea ferestrelor care dau spre sud, est și vest

Măsuri pentru ecranarea ferestrelor care dau spre sud, de exemplu prin instalarea unei streșini mai proeminente

Pereții camerelor trebuie să aibă o bună capacitate de stocare a căldurii

Asigurarea unei ventilații eficiente

2.3.5 Etanșeizarea casei pasive

Într-o casă pasivă schimbul de aer trebuie să fie unul controlat. Altfel, se vor genera pierderi de căldură, curenți de aer, risc de condens, încălzire inutilă, etc. Anvelopa etanșă, contiunua, care învelește casa pasivă de la acoperiș până la fundații, evită aceste efecte nedorite și permite o locuire confortabilă și un consum redus de energie. Pereții etanși și izolați respiră la fel de mult ca și pereții obișnuiți, sistemul de ventilație oferind tot timpul aer proaspăt și de cea mai bună calitate. La nevoie, ferestrele, pot fi, desigur, deschise. Ventilația controlată în locul unui schimb necontrolat de aer este o cerință nu numai a standardelor casei pasive. Funcționând pe baza energie solare și echipat cu o pompă de căldură și un schimbător de căldură aer-aer, sistemul asigură o aprovizionare permanentă cu aer proaspăt în toate încăperile. În același timp, el realizează o distribuție a aerului eficientă energetic precum și o recuperare a căldurii acestuia. În regiunile cu ierni reci, stratul etanș-care servește în același timp ca barieră împotriva vaporilor- se instalează intotdeauna pe partea caldă a izolației. Trecerile neetanșe prin anvelopa clădirii și imbinările între pereți au consecințe neplăcute generând pierderi sporite de căldură, schimb de aer necontrolat, izolare fonică slabă și pericol de deteriorare structurală cauzată de condens, mucegai sau coroziune. Este, deci, imperativ necesar ca în faza de proiectare să se elaboreze planul detaliat de etanșare, care să țină cont de toate conexiunile dintre componentele structurale, îmbinările dintre pereți și trecerile prin anvelopă.

Fig.7 Etanșeizarea casei pasive

Pentru construcțiile pe structură din lemn, se recomandă să se instaleze un strat suplimentar de termoizolație pe suprafața barierei de vapori orientată înspre cameră. Sistemul de membrană climatică flexibilă își adaptează proprietățile în funcție de sezon. Pe timpul iernii blochează umiditatea care pătrunde dinspre interior iar vara permite evacuarea vaporilor de apă către toate direcțiile.Aceasta asigură o funcție ideală ca barieră de vapori, împotriva penetrării umezelii în acoperiș și pereți, protejează structura clădirii și aduce un confort suplimentar în locuirea clădirii.

Fig.8 Efectele neetanșeizarării în structură

Fig.9 Testul Blower Door

Verificarea etanșării este un element esențial pentru certificatul de calitate al casei pasive. Este absolut necesar ca acest test să se efectueze înaintea terminării suprafeței interioare a anvelopei clădirii, pentru ca orice defect de execuție să poată fi detectat la timp și remediat cu costuri relativ reduse. Testul Blower Door se folosește pentru a detecta scăpările de aer prin anvelopa clădirii. Cu cât valoarea măsurată este mai mică, cu atât gradul de etanșare este mai înalt. Casele pasive necesită o valoare de 0,6. Aceasta înseamnă că în timpul testului, cel mult 60% din volumul aerului interior, poate să scape prin anvelopă, pe durata unei ore. Experiența a demonstrat că se pot obține și valori cuprinse între 0,3 și 0,4.

Fig.10 Neetanșeizări frecvent întâlnite

Un aspect foarte important la casele pasive este executarea cu grija a anvelopei clădirii. Datorită acestui motiv, materialele alese trebuie puse in operă în condiții optime. Aceasta presupune îndeosebi realizarea etanșării rosturilor numai pe vreme uscată, substratul și laturile rosturilor trebuie să fie uscate și fără praf, toate îmbinările între benzile adezive și materialel poroase trebuie pretratate cu un strat de amorsă, iar pentru a proteja structura, benzile de etanșare a rosturilor trebuie să reziste la infiltrarea apei și a umezelii. Un element important de siguranță este calitatea îmbinărilor. O îmbinare etanșă dintre doua folii de membrană de etanșare nu se poate face prin prinderi punctuale. Cele două folii trebuie suprapuse iar suprafața de îmbinare trebuie etanșată cu o bandă adezivă corespunzătoare. Atât pentru clădiri tradiționale cât și pentru cele pe structură ușoară trebuie avut în vedere că la fiecare trecere prin folia de etanșare se pot produce pierderi de căldură și există pericol de depunere de condens, dacă zonele respective nu au fost bine izolate.

Fig.11 Imagini termografice pentru evidențierea unor neetanșeizări

Fig.12 Etanșeizare la acoperiș

2.3.6 Punți termice negative

Efectele punților termice trebuie reduse cât mai mult posibil. În acest sens, casele pasive prezintă avantajul grosimii mari a pereților izolați pe partea exterioară (20-40cm). Din această cauză se poate ajunge la coeficienți liniari de pierderi de căldură de circa 0,06W/(m2Kt) atunci când ei sunt calculați pe baza dimensiunilor exterioare ale clădirii, rezultatul fiind un bonus pentru calculul pierderilor de căldură totale. Aceste ˝pierderi negative˝ vor compensa o parte din ˝pierderile pozitive˝ asociate celorlalte punți termice ale clădirii.

O metodă fiabilă de detectare a punților termice este reprezentarea grafică a diverselor proiecții ale clădirii. Studiind planurile, secțiunile și planșele de detaliu se pot detecta discontinuitățile din anvelopa exterioară. În primul, rând trebuie marcate cu galben straturile de termoizolație instalate. După aceea se vor identifica zonele în care linia galbenă care înconjoară clădirea reprezintă întreruperi. Acestea sunt punctele slabe unde pot exista punți termice. Se analizează apoi, dacă ele pot fi eliminate prin modificări ale structurii sau trebuie găsite soluții pentru ca ele sa fie minimizate. Orice străpungere în stratul de izolație reprezintă o punte termică care majorează pierderile de căldură și crește riscul de deteriorare a structurii.

Fig.13 Identificarea punților termice

Punțile termice care se produc frecvent prin sau în zona elementelor structurale și constructive ale clădirii(căpriori, șipci, elemente de ancorare, etc) trebuie analizate sub raportul valorii U al elementului respectiv. În aceste elemente neomogene ale clădirii se produc pierderi de călsură ridicate ele putând conduce și la deteriorări ale structurii. Neomogenitățile dintr-un perete de cărămidă din spatele unui strat continuu de izolație pot fi ignorate, dacă izolația a fost suficient dimensionată.

2.3.7 Soluții pentru evitarea punților termice

Sursa: Niedrig-Energie-Institut (low energy institute). Detmold, Germani

Fig.14 Punțile termice la legatura dinte planșeele de deasupra subsolului, sau placile așezate pe sol și pereții exteriori.

Sursa: Niedrig-Energie-Institut (low energy institute). Detmold, Germani

Fig.15 Punți termice la îmbinările situate pe pereții orizontali

Sursa: Niedrig-Energie-Institut (low energy institute). Detmold, Germani

Fig.16 Punți termice la discontinuitățile situate pe pereții orizontali

Sursa: Niedrig-Energie-Institut (low energy institute). Detmold, Germani

Fig.17 Punți termice la discontinuitățile situate pe pereții verticali

Sursa: Niedrig-Energie-Institut (low energy institute). Detmold, Germani

Fig.18 Punțile termice la legatura dinte planșeele de deasupra subsolului, sau placile așezate pe sol și pereții interiori.

Fig.19 Punți termice la legătura dintre rampele de scări și pereții de separare termică sau planșeele așezate pe sol

Străpungerile anvelopei clădirii cu conductele de instalații, ferestre și uși sunt inevitabile. Din acest motiv, punțile termice nu vor putea fi niciodata complet evitate. Astfel, este indispensabil să se reducă la minimum aceste puncte prin care se pierde energie. Cu cât nivelul de izolare termică este mai ridicat, cu atât ponderea relativă a pierderilor prin punțile termice este mai importantă.

Fig.20 Etanșeizarea instalațiilor

Fig.21 Etanșeizare ferestre

Pentru a împiedica căldura să se transmită prin fundație sau prin peretele de subsol, fundația trebuie complet termoizolată.

Fig.22 Izolație termică sub fundație

Fig.23 Izolație termică cu polistiren extrudat sub fundație

2.3.8 Ferestrele casei pasive

Ferestrele casei pasive sunt cu geamuri triple și tocuri izolate termic. Energia solară care poate fi obținută prin aceste ferestre orientate spre sud depășește pierderea de căldură prin ferestre, chiar și în lunile de iarnă. Datorită calității superioare a sticlei, temperaturile măsurate pe suprafața sticlei sunt totdeauna apropiate de temeratura aerului interior.

Calitățile geamurilor triplu izolate pot fi ușor notabile în special în lunile intunecoase de toamnă și iarnă. La clădiri proiectate în mod optim, cantitatea limitată de energie solară este utilizată atât de eficient, încât câștigurile de energie solară din exterior pot compensa pierderile de căldură prin ferestre. Iar dacă nu este soare, nici aceasta nu reprezintă o problemă, deoarece sticla izolantă high-tech are o emisivitate infraroșie extrem de mică.

Aceasta înseamnă că structura specială a foii de geam reduce cantitatea de căldură radiată din clădire.

Cea mai mare parte a acestei călduri este reflectată înapoi în interiorul casei.

Fig. 24 Ferestre triplu stratificate specifice caselor pasive

Fig.25 Modele de tocuri izolate termic

2.3.9 Sistemul de ventilație

În prezent populația Europei Centrale petrece peste 90% din timpul său în spații interioare unde de regulă calitatea aerului este mult mai proastă decât cea a aerului exterior. În plus, acesta conține prea multă umiditate și este contaminat cu poluanți, mirosuri și altele. Remediul consistă în schimbul permanent cu aer exterior care corespunde cerințelor de igienă.

Marele neajuns constă în faptul că atunci când ventilarea se face prin deschiderea ferestrelor(ventilare naturală) rata de schimb a aerului nu poate fi reglată cu precizie. Aceasta prezintă mari varaiții, în funcție de temperatura exterioară, direcția vântului și obiceiurile personale de aerisire.

Un alt aspect negativ este reprezentat de faptul că nu se poate recupera căldura care se pierde cu aerul care iese în exterior.

Sistemele de ventilare forțată, în schimb, asigură o rată de schimb preselectată și constantă, pot recupera căldura din aerul evacuat și asigură o distribuție eficientă a acesteia.

O casă pasivă nu are nevoie de o încăpere separată pentru amplasarea sistemul de ventilație. O unitate de ventilație compactă de dimensiunea unui frigider este întru totul suficientă pentru a aproviziona continuu toate camerele cu aer proaspăt și căldură, eliminând în același timp aerul viciat.

Unitatea centrală cuprinde un schimbător de căldură, ventilatoare, filtre și-dacă se dorește- preîncălzitor de aer, răcitor de aer și umidificator sau uscător. Aerul viciat din bucătărie, baie și WC este aspirat prin sistemul de evacuare.

Înainte de a fi evacuat spre exterior, el cedează căldură într-un schimbător și încălzește astfel aerul proaspăt admis de afară. Acesta din urmă va ajunge la o temperatură apropiată de cea a camerei.

În prezent este posibilă recuperarea în proporție de 90% a căldurii conținute de aerul viciat evacuat. [5], [6], [7], [8], [9], [10]

Fig. 26 Sistemul de ventilație

CAP.3 POLITICA STATELOR MEMBRE UE CU PRIVIRE LA CLĂDIRILE CU CONSUM REDUS DE ENERGIE

3.1 Obiective

Statele membre avansează rapid în privința obiectivelor și strategiilor aferente clădirilor cu consum redus de energie.Mai multe state membre și-au fixat deja strategii și obiective pe termen lung pentru a atinge standardele de consum redus de energie pentru clădirile noi. De exemplu, în Olanda există un acord voluntar cu industria pentru a reduce consumul de energie în comparație cu standardele actuale în vigoare, cu 25% în 2011 și 50% în 2015 (aproape de standardul casei pasive) și pentru a avea clădiri neutre energetic până în 2020. În Marea Britanie scopul este de a avea case zero carbon până în 2016. În Franța, până în 2012 toate clădirile noi ar trebui să respecte "standardul de consum redus de energie", și până în 2020 standardul de energie pozitivă, și anume, producerea de energie. De asemenea, mai multe regiuni și municipalități (de exemplu, în Italia, Austria, Germania) avansează în aceeași direcție. În afara Europei, evoluții similare pot fi observate în Japonia, care intenționează să adopte un plan pentru cladiri de energie zero până în 2030. Discuții avansate sunt chiar și în unele state americane, cum ar fi California.

Tabelul 2: Obiective naționale selectate pentru clădiri cu consum energetic redus

Sursa: SBI (Danish Building Institute), European Strategies to move towards very low energy buildings, 2008;

Politici de succes pentru a trece spre clădiri cu nivel scăzut al consumului de energie includ de obicei măsuri în următoarele direcții: 

A. Stimulente financiare

Costul suplimentar al unei clădiri cu consum energetic redus poate fi, chiar cu tendințele descrescătoare actuale, un obstacol pentru adoptarea ulterioară a pieței, în special pentru proprietarii privați. Prin urmare, au fost dezvoltate mecanisme financiare pentru a reduce din costul terenului, solutii tehnice sau  de capital. Acestea pot include instrumente precum împrumuturi cu dobânzi mai mici, impozite reduse, impozite pe C02 și / sau modificări în structura taxelor. 

B Politici de succes din statele membre

Exemplu 1: Credite pentru clădiri eficiente prin KfW, Germania 

Din 2001, Kreditanstalt fur Wiederaufbau (KfW) sprijină renovarea clădirilor cu  scopul de a îmbunătăți performanțele energetice. Dispozițiile actuale prevăd o  eficiență "Effizienzhaus 70" de 70% din standardele consacrate în codul construcțiilor și un consum maxim de energie primară de 60 kWh/an/m²; pentru "Effizienzhaus 55" ,55% din cererea de energie prevăzută în codul de construcții, cu maxim 40 kWh /m²an.

Împrumuturile sunt disponibile atât pentru renovări cât și pentru construcții noi și pot ajunge până la 75.000 euro fiind acordate fără dobândă în primii ani.  În 2008, KfW a sprijinit 280.000 de proiecte pentru un total de 6.7 miliarde de euro și a redus emisiile de C02 cu 760.000 tone, contribuind pe perioada respectivă la asigurarea în jurul a 220.000 de locuri de muncă. Mai multe informații sunt disponibile la adresa www.kfw.de 

Exemplu 2: Variația impozitul pe proprietate în Franța 

Din septembrie 2005, noile clădiri respectând criteriile de mediu pot fi scutite de impozitul pe proprietate timp de 15-30 de ani. Clădirile ar trebui să respecte cel puțin 4 din cele 5 criterii:

concepția de mediu și punerea în aplicare a unui sistem de management de mediu;

probleme legate de mediu și de minimizare a deșeurilor în timpul construcției;

3)reducerea consumului de energie pentru spațiul încălzit și apa la niveluri inferioare de reglementare;

utilizarea energiei regenerabile și a materialelor eficiente energetic;

5)punerea în aplicare a măsurilor de economisire a energiei. 

Decret nr. 2005-1174 din16 septembre 2005

Mai multe detalii: www.admi.net/jo/20050918/BUDF0520324D.html

C. Activități de comunicare și informare

În scopul de a stimula cererea pentru clădiri cu consum redus de energie, informația și comunicare trebuie să țintească, de asemenea, publicul larg, dincolo de experți și specialiști în domeniu.  De asemenea, IMM-urile sunt importante în acest context. 

Exemplu: PASS-NET și proiectele finanțate de PEP Energie inteligentă pentru Europa 

PASS-NET are ca scop răspândirea cunoștințelor despre Casa pasivă standard în Europa prin intermediul creeri unei rețele de organizații europene de experți, crearea unei consistente baze de date privind casele pasive și organizarea Zilei Internationale a Casei Pasive (atunci când rezidenții invită persoanele interesate să le viziteze casele și să le spun despre experiențele lor, despre condițiile de viață într-o casă pasivă). De exemplu, la a 5-a ediție a Zilei Internationale a Casei Pasive,7-9 Noiembrie 2008 peste 6.000 de persoane au putut vizita 158 de case pasive ˝deschise˝ în Austria.  Obiectivul a fost promovarea clădirilor cu consum redus de energie în Europa de către site-ul PEP. Acesta a fost vizitat de peste 2 milioane de vizitatori în doi ani. Pentru o mai bună diseminare și promovare proiectul este construit direct pe tehnologii demonstrate ale proiectului de cercetare CEPHEUS și în plus, a avut un rol esențial în formarea primele platforme naționale de casă pasivă.

Mai multe detalii se pot găsi pe pagina: www.pass-net.net și http://erg.ucd.ie/pep/ 

D Exemple de bune practici pentru clădiri cu

consum energetic redus în statele membre ale UE

Următoarele studii de caz arată fezabilitatea tehnologică și economică a conceptelor de clădiri cu consum scăzut de energie. 

Exemplul 1: Hamnhuset, Suedia – un proiect demonstrativ (finalizat)  BuildwithCaRe (reducerea emisiilor de carbon).

BuildwithCare, un proiect finanțat parțial de INTERREG IV B, din Marea Nordului își propune să demonstreze eficiența energetică în construcții. Acesta a început în 2008 și implică autoritățile locale și regionale, universități și institute de cercetare din 10 regiuni aparținând unui număr de 5 țări din regiunea Marea Nordului. Hamnhuset, unul dintre proiectele demonstrative pentru case familiale nou construite este cel mai mare obiectiv de blocuri de apartamente construite în Suedia, folosind tehnologia casei pasive, însumând un număr de 116 apartamente. Proiectul a fost finalizat în 2008.

Tehnologie folosită: Panourile solare acoperă cerința de apă caldă în timpul lunilor de vară, adică 135000 kWh / an. In timpul iernii,se folosește încălzire centrală cu energie electrică verde. Calculele privind ciclul de viață al construcției estimează un necesar pentru încălzire și consum de apă caldă de 28 kWh / mp și un consum de electricitate de 29kWh/mp/an.

Cost-eficiență și economii de energie: Costurile de investiții suplimentare în avans pentru toate echipamentele de economisire a energiei a fost de 4% (aproximativ 800.000 de euro), comparativ cu standardele convenționale suedeze de construcții. Diferențele de cost vor fi convergente cu dezvoltarea unor reglemetări în construcții, dar deja în acest proiect ,câștigurile din eficiența energetică asigură recuperarea costurilor încă din al treilea an de funcționare. Hamnhuset ar putea reduce emisiile de dioxid de carbon cu 75% (în ciuda faptului că au fost necesare cantități importante de materiale de construcții generând emisii legate de transportul acestora în timpul construcției). 

Exemplu 2: Loi 42, Bruxelles, Belgia – un proiect al concursului

"Bâtiment Bruxelles"

"Bâtiment Bruxelles" este un concurs al regiunii Bruxelles lansat în 2007, care identifică și sprijină financiar proiectele de construcții ecologice, inclusiv clădiri cu consum energetic foarte scăzut.Până în prezent, au fost alese mai mult de 70 de proiecte, ceea ce reprezintă 16% din întreaga activitate de construcții aflată în desfășurare în oraș. Până în prezent 3% din construcțiile aflate în diferite faze în Bruxelles sunt în conformitate cu standardele de casă pasivă. 

Tehnologie folosită: Ambele unități, recent renovată și cea reconstruită, vor fi conforme cu standardul de casă pasivă cu un consum pentru încălzire de 26, 8 kWh/ m² an (tehnologie utilizate pentru încălzire:panouri solare și pompe de căldură geotermale). Nu vor fi necesare dispozitive adiționale de răcire pentru această clădire destinată în special spațiilor de birouri. 

Cost-eficiență și economii de energie: Costurile suplimentare pentru acest proiect sunt acoperite prin subvenții, astfel încât, este de așteptat ca acest proiect să devină rentabil de la început. În plus, proiectul are o politică strictă cu privire la utilizarea materialelor încercând a reutiliza cât mai mult posibil din clădirea existentă.

Exemplu 3: Lodenareal Innsbruck, Austria – cel mai mare complex în standard pasiv din Austria (investiție publică) 

Neu Heimat Tirol, un dezvoltator de construcții publice, a finalizat în prezent cel mai mare proiect de casă pasivă în Austria, cu 33.000 mp și 354 de unități de construcție la începutul anului 2010. 

Proiectul respectă cele mai stricte standarde ale casei pasive și va fi certificat de către Passivhausinstitut Darmstadt. 

Tehnologie folosită: Consumul total de energie pe an și pe metru pătrat nu depășește cei 15/kWh din standardul casei pasive, cu doar o 7kW/h/m ²an consumați pentru încălzire. Necesarul pentru încălzire va fi acoperit printr-o combinație de 80% ,instalație pe peleți și un cazan de gaz, cu 20%, 1050m ² de panouri solare, care vor genera anual 350 kmkWh / m². De asemenea, tehnologiile de izolație și ventilație sunt conforme cu standardele de casă pasivă.

Cost-eficiență și economii de energie: Costurile totale ale proiectului se ridică la 52 milioane euro și se estimează că toate costurile suplimentare de aducerea la performanța unei cladiri standard cu consum redus de energie de 35 kWh / m² până la 15 kWh / m² norma casei pasive , sunt de 11%, din care 7% sunt acoperite de subvenții iar diferența de 4% este de așteptat să fie neutralizează într-un timp scurt datorită economiilor mari de energie. Este de așteptat ca proiectul să se bucure de economii anuale de emisii de C02 de 680 de tone și o reducere cu 80% a energiei utilizare în comparație cu clădiri standard. 

Exemplu 4: Gothenburg, Suedia – un proiect CEPHEUS cofinanțat de Thermie, program al Comisiei Europene 

Proiectul este atât un exemplu de o soluție rentabile de casă pasivă cât și o prezentare a proiectului CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as European Standards), care s-a desfășurat între anii 1998 – 2001. CEPHEUS a contribuit la realizarea a 250 de unități locative în standard de casă pasivă în cinci țări din UE, cu aport științific susținut și cu evaluarea stării de funcționare a clădirii prin intermediul unor programe sistematice de măsurare. CEPHEUS a primit cofinanțare prin intermediul programului Thermie al Comisiei Europene.  Proiectul Gothenburg este un ansamblu de 20 + 6 unități terasate în 4+1rânduri și 120 m² suprafață totală per unitate. 

Tehnologie folosită: construcție din lemn. Construcție ușoară, peretii exteriori foarte bine izolați, pereți despărțitori și mansardă. Ferestrele folosite au o valoare U de 0,85 W/m² K. S-au folosit sisteme termice solare pentru apa caldă (sistem care acoperă 50% din necesarul anual). Schimbătorul de căldură are un randament ridicat în sistemul de ventilație (90% coeficient de recuperare).Au fost instalate doar aparatele de uz casnic (clasa A) eficiente energetic. Ansamblul este conectat la o instalație eoliană de producere a energiei. O casă este rezervată pentru scopuri demonstrative și de expoziție.

Cost-eficiență și economii de energie: Fără costuri suplimentare de construcție, comparativ cu standardele suedeze în vigoare.

Exemplu 5: Plus energy house în Weiz, Austria (în construcție) 

Proiectul Weiz,dintre care prima fază de construcții este deja terminată, este primul proiect de energie pozitivă în Austria. Acesta cuprinde 22 de unități de construcții și este realizată de dezvoltator de construcții publice. 

Tehnologie folosita: Proiectul se caracterizează printr-o tehnologie optimizată utilizată în clădirile casă pasivă cu valori U de 0,09 – 0. 11 W / m² K pentru diferite elemente de construcție și orientare solară optimizată. Necesarul de încălzire de 14,6 kWh / m ² este acoperit 40% cu biomasă (peleți)  și 60% cu instalații termice solare. De asemenea, se utilizează și un schimbător de căldură. Instalația de panouri fotovoltaice acoperă o suprafață de 46.7 mp si are o capacitate instalată de 5,75 kWp. Cererea de energie electrică este acoperită atât independent (panouri fotovoltaice 3 kWh/m2) cât și centralizat (racord la o turbină eoliană cu 22 kWh). Cererea totală de energie este de 68 kWh/m² iar instalația de panouri fotovoltaice produce 1100 kWh /an supradoză de energie. 

Cost-eficiență și economii de energie:  După cum s-a menționat mai sus, clădirea are un excedent de energie de 1100 kWh /an pentru fiecare unitate. Costurile sunt estimate pentru suma de la 1100 euro/m2, fără TVA, fără a include instalația de panouri fotovoltaice, estimată la 29500 € pe unitate. 

Exemplu 6:Clădirea Energon din Ulm, Germania (finalizată)

Clădirea Energon cu o suprafață de 8.000 mp este cea mai mare clădire de birouri proiectată în conformitate cu standardul de casă pasivă din lume. Clădirea a fost finalizată în 2002. 

Tehnologie folosită:  O combinație de schimbătoare de căldură (schimbătoare de căldură tub din plastic cu o suprafață de aproximativ  5000 m² și 40 pompe de căldură forate) și ventilație care reglează condițiile climatice ale clădirii. S-a utilizat o izolație de 20-50 cm grosime pentru fundatie, fațadă și acoperiș, geamuri triplu izolante termic. Sunt montați 382 m² panouri fotovoltaice care obțin 12,000 kWh/an. 

Cost-eficiență și economii de energie:  În 2005, consumul final de energie a fost de 47.2 kWh/m²an, consumul pentru încălzire de 34.6 kWh/m²an. și consumul de energie primară 81 kWh/m²an. În total, proiectul economisește 175 tone de C02 anual. Costurile de punere în aplicare au fost 1.234 €/m² pentru constructie, plus 454 €/m² pentru sisteme tehnice. Pornind de la 12€/mp/luna, chiria este mai mare decât pentru clădiri standard, astfel încât suprafața de birouri închiriată a fost redusă la început, dar a crescut la 80% până în 2006.[1], [2], [3], [7], [11],

CAP.4 LEGISLAȚIE ROMÂNEASCĂ CU PRIVIRE LA EFICIENȚA ENERGETICĂ ÎN CONSTRUCȚII

4.1 Metodologie de calcul al performanței energetice a clădirilor. Partea I – Anvelopa clădirii.

Indicativ Mc 001/1-2006

   1. Obiect

    Reglementarea tehnică are ca obiectiv stabilirea unei metode coerente de evaluare și certificare a performanței energetice atât pentru clădirile noi, cât și pentru cele existente, având diverse funcțiuni, transpunând în România prevederile Directivei Parlamentului European și a Consiliului European 2002/91/CE privind performanța energetică a clădirilor prin Legea nr. 372/2005 privind performanța energetică a clădirilor.

    Partea I stabilește metodolologia de determinare a caracteristicilor higrotermoenergetice ale elementelor care alcătuiesc anvelopa clădirii – subsistem al produsului clădire (elemente de construcție exterioare, în contact direct cu aerul exterior și cu solul, sau elemente de construcție interioare care delimitează spațiul încălzit față de spații mai puțin încălzite), în vederea utilizării lor în partea a II-a, care vizează caracterizarea celorlalte subsisteme ale produsului clădire care sunt instalațiile și echipamentele clădirii și în partea a III-a, care tratează metoda de întocmire a auditului energetic al clădirii și a certificatului de performanță energetică a clădirii.

    Prezenta reglementare este elaborată în conformitate cu cap. III art. 4 din Legea nr. 372/2005 și se referă atât la clădirile nou-construite, cât și la cele existente care urmează a fi modernizate din punct de vedere termic și energetic sau pentru care urmează să se elaboreze un certificat de performanță energetică în condițiile legii.

    În partea I a reglementării, la stabilirea performanței energetice a unei clădiri se au în vedere următoarele aspecte:

alcătuirea elementelor de construcție ale anvelopei clădirii;

vechimea clădirii (la clădiri noi, la clădiri existente etc.);

volumetria clădirii (de exemplu: raportul dintre aria anvelopei clădirii și volumul de aer încălzit, raportul dintre perimetrul construit și aria construită, gradul de vitrare etc.);

amplasarea clădirii pe teritoriul țării și în cadrul unei localități: influența poziției și orientării clădirilor, inclusiv a parametrilor climatici exteriori;

sistemele solare pasive și dispozitivele de protecție solară;

condițiile de climat interior;

condițiile de iluminat natural;

destinația, funcțiunea și regimul de utilizare a clădirii.

    Reglementarea tehnică stabilește, de asemenea, cerințele de performanță și valorile normate/valori de referință ale nivelurilor de performanță termică ale clădirii și elementelor de construcție care alcătuiesc anvelopa clădirii, diferențiate pentru diversele categorii și tipuri de clădiri, zone climatice etc.

    Reglementarea oferă, de asemenea, și un instrument pentru:

verificarea realizării unui nivel de confort higrotermic și a unor condiții igienico-sanitare corespunzătoare pentru utilizatori, precum și a unor condiții corespunzătoare desfășurării activității și proceselor tehnologice la clădirile industriale;

evaluarea gradului de izolare termică a clădirii în raport cu valorile de referință stabilite în scopul reducerii consumului de energie termică în exploatare și a protecției mediului prin reducerea emisiilor poluante în atmosferă.

   2. Domeniu de aplicare

Prevederile reglementării se aplică la următoarele categorii de clădiri (noi și existente):

clădiri de locuit individuale (case unifamiliale, cuplate sau înșiruite, tip duplex etc.);

clădiri de locuit cu mai multe apartamente (blocuri);

birouri;

creșe, grădinițe, cămine, internate;

clădiri de învățământ;

spitale, policlinici;

hoteluri și restaurante;

clădiri pentru sport;

clădiri pentru servicii de comerț;

alte tipuri de clădiri consumatoare de energie (de exemplu: clădiri industriale cu regim normal de exploatare).

    Prevederile acestei reglementări nu se aplică la următoarele categorii de clădiri:

clădiri și monumente protejate care fie fac parte din zone construite protejate conform legii, fie au valoare arhitecturală sau istorică deosebită, cărora dacă li se aplică cerințele, li s-ar modifica în mod inacceptabil caracterul ori aspectul exterior;

clădiri utilizate ca lăcașuri de cult sau pentru alte activități cu caracter religios;

clădiri provizorii prevăzute a fi utilizate pe perioade de până la 2 ani, din zone industriale, ateliere și clădiri nerezidențiale din domeniul agricol care necesită un consum redus de energie;

clădiri nerezidențiale care sunt destinate a fi utilizate mai puțin de 4 luni pe an;

clădiri independente, cu o suprafață utilă mai mică de 50 m2;

clădiri cu regim special de exploatare.

    Totodata prevederile nu se aplică nici clădirilor și încăperilor la care se impun cerințe speciale ale regimului de temperaturi și de umiditate, cum sunt: spațiile frigorifice, cele cu mediu agresiv etc.

    Prevederile acestei reglementări se utilizează la determinarea parametrilor de calcul stabiliți în partea a II-a și în partea a III-a.

    Metodologia prevăzută în reglementare tehnică se utilizeaza la stabilirea/verificarea performanței energetice a clădirilor (PEC) noi și existente în vederea elaborării certificatului de performanță energetică a clădirii, precum și la analiza termică și energetică, respectiv întocmirea auditului energetic al clădirilor care urmează a fi modernizate din punct de vedere termic și energetic.

4.2 Metodologie de calcul al performanței energetice a clădirilor. Partea a II-a – Performanța energetică a instalațiilor din clădiri. Indicativ Mc 001/2-2006

Obiective și domenii de aplicare

    Metodologia de calcul are la bază pachetul de standarde europene privind performanța energetică a clădirilor, elaborat ca suport pentru aplicarea Directivei 2002/91/CE privind performanța energetică a clădirilor, și răspunde cerințelor din Legea nr. 372/2005 privind performanța energetică a clădirilor.

    Partea II.1 desene structura metodei de calcul a consumului de energie termică pentru încălzirea unei clădiri și a eficienței energetice a sistemului de încălzire până la branșamentul clădirii. Se va lua în calcul performanța energetică a sursei de căldură numai în cazul clădirilor cu sursă termică individuală.

    Aplicarea metodei de calcul depinde de tipul instalațiilor de încălzire. O clasificare a instalațiilor de încălzire este prezentată în anexa II.1.A

    Metoda de calcul poate fi utilizată pentru următoarele aplicații:

evaluarea conformității cu normele care prevăd limite de consum energetic;

optimizarea performanței energetice a unei clădiri în proiectare prin aplicarea metodei pentru mai multe variante posibile de realizare;

stabilirea unui nivel convențional de performanță energetică pentru clădirile existente;

certificarea performanței energetice a clădirilor;

evaluarea efectului asupra unei clădiri existente al măsurilor posibile de conservare a energiei, prin calcularea necesarului energetic cu sau fără implementarea măsurilor de reabilitare;

predicția resurselor energetice necesare în viitor la scară națională sau internațională, prin calcularea necesarului energetic al unor clădiri reprezentative pentru întregul segment de clădiri.

4.3 Metodologie de calcul al performanței energetice a clădirilor. Partea a III-a – Auditul și certificatul de performanță a clădirii. Indicativ Mc 001/3 – 2006

1. Introducere

    Această reglementare tehnică face parte dintr-o serie de trei documente care alcătuiesc împreună Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor, denumită în cele ce urmează Metodologie.

    Auditul energetic al unei clădiri urmărește identificarea principalelor caracteristici termice și energetice ale construcției și ale instalațiilor aferente acesteia și stabilirea, din punct de vedere tehnic și economic, a soluțiilor de reabilitare sau modernizare termică și energetică a construcției și a instalațiilor aferente acesteia, pe baza rezultatelor obținute din activitatea de analiză termică și energetică a clădirii.

    Certificatul de performanță energetică al unei clădiri urmărește declararea și afișarea performanței energetice a clădirii, prezentată într-o formă sintetică unitară, cu detalierea principalelor caracteristici ale construcției și instalațiilor aferente acesteia, rezultate din analiza termică și energetică.

    Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor se adresează inginerilor constructori și de instalații, arhitecților și, în general, specialiștilor care își desfășoară activitatea în domeniul energeticii construcțiilor și al cărei scop îl reprezintă evaluarea și creșterea performanței energetice a construcțiilor și instalațiilor aferente acestora.

    Metodologia de calcul al performanței energetice a clădirilor se referă la toate clădirile, în cadrul cărora se desfășoară activități care necesită asigurarea unui anumit grad de confort și regim termic, potrivit reglementărilor tehnice în domeniu, în condiții de consum redus de energie.

2. Auditul energetic al clădirii

    Clădirile sunt grupate în două mari categorii, în funcție de destinația principală a acestora, după cum urmează:

   A. Clădiri de locuit (din sectorul rezidențial):

clădiri de locuit individuale (case unifamiliale, cuplate sau înșiruite, tip duplex ș.a.);

clădiri de locuit cu mai multe apartamente (blocuri).

   B. Clădiri cu altă destinație decât locuințe (din sectorul terțiar):

birouri;

clădiri de învățământ (creșe, grădinițe, școli, licee, universități);

cămine, internate;

spitale, policlinici;

hoteluri și restaurante;

clădiri pentru sport;

clădiri pentru servicii de comerț (magazine, spații comerciale, sedii de firme, bănci);

clădiri social-culturale (teatre, cinematografe, muzee);

alte tipuri de clădiri consumatoare de energie (de exemplu: clădiri industriale cu regim normal de exploatare).

    Prevederile metodologiei nu se aplică la următoarele categorii de clădiri:

clădiri și monumente protejate care fie fac parte din zone construite protejate conform legii, fie au valoare arhitecturală sau istorică deosebită, cărora dacă li se aplică cerințele, li s-ar modifica în mod inacceptabil caracterul ori aspectul exterior;

clădiri utilizate ca lăcașuri de cult sau pentru alte activități cu caracter religios;

clădiri provizorii prevăzute a fi utilizate pe perioade de până la 2 ani, din zone industriale, ateliere și clădiri nerezidențiale din domeniul agricol care necesită un consum redus de energie:

clădiri nerezidențiale care sunt destinate a fi utilizate mai puțin de 4 luni pe an;

clădiri independente, cu o arie utilă mai mică de 50 m2;

clădiri cu regim special de exploatare.

    Realizarea auditului energetic al unei clădiri presupune parcurgerea a trei etape:

Evaluarea performanței energetice a clădirii în condiții normale de utilizare, pe baza caracteristicilor reale ale sistemului construcție – instalații aferente (încălzire, apă caldă de consum, ventilare, climatizare, iluminat).

Identificarea măsurilor de modernizare energetică și analiza eficienței economice a acestora.

Întocmirea raportului de audit energetic.

3. Certificatul de performanță energetică a clădirii

Certificarea energetică a clădirilor reprezintă activitatea de clasificare energetică a clădirilor prin încadrarea în clase de performanță energetică și de mediu, de notare din punct de vedere energetic și elaborarea certificatului de performanță energetică.

    Elaborarea certificatului de performanță energetică al unei clădiri presupune parcurgerea următoarelor etape:

Evaluarea performanței energetice a clădirii în condiții normale de utilizare, pe baza caracteristicilor reale ale sistemului construcție instalații aferente (încălzire, preparare/furnizare a apei calde de consum, ventilare și climatizare, iluminat artificial).

Definirea clădirii de referință atașată clădirii reale și evaluarea performanței energetice a acesteia.

Încadrarea în clase de performanță energetică și de mediu a clădirii.

Notarea din punct de vedere energetic a clădirii.

Întocmirea certificatului de performanță energetică al clădirii.

    Certificarea energetică a unei clădiri implică parcurgerea următoarelor etape principale:

Efectuarea analizei termice și energetice a clădirii;

Elaborarea certificatului de performanță energetică pe baza raportului de analiză termică și energetică.

    Certificatul de performanță energetică se acordă pentru clădiri sau pentru părți din clădiri (apartamente, scări/tronsoane de bloc) în conformitate cu părțile I și II din Metodologie.

    Elaborarea certificatului de performanță energetică al unei clădiri:

    În urma analizei termoenergetice, se va întocmi un Raport de analiză termică și energetică a clădirii (principalele caracteristici tehnice și energetice ale clădirii analizate, datele referitoare la modul de determinare a consumului total anual de energie pentru încălzire, ventilare/climatizare, iluminat artificial și prepararea apei calde de consum, estimat pentru clădirea analizată date de intrare, breviar de calcul sau denumirea programului de calcul atestat utilizat -, iar la capitolul Concluzii va cuprinde în mod distinct toate informațiile care caracterizează din punct de vedere energetic clădirea și care urmează a fi înscrise în certificatul de performanță energetică, inclusiv punctajul energetic acordat clădirii).

    Dosarul cuprinde următoarele:

Raportul de analiză termică și energetică a clădirii,

Certificatul de performanță energetică completat și semnat.

CAP. 5 CONCLUZII

Consumul de energie a devenit în ultimii ani o problemă globală. Din consumul total de energie al statelor member ale Uniunii Europene, aproximativ 40% este utilizat în clădirile rezidențiale și comerciale, ceea ce înseamnă că sectorul clădirilor este responsabil pentru circa 36% din emisiile totale de dioxid de carbon.

Necesarul anual de încălzire pentru o casă pasivă este foarte mic în comparație cu o clădire tradițională asigurând, totodată, o foarte bună calitate a confortului interior pentru ocupanți. Obiectivul acestei lucrări a fost acela de a prezenta noi metode și cunoștințe în cercetarea și proiectarea clădirilor cu consum energetic redus, precum și stabilirea unor particularități în proiectarea caselor pasive în sitauțiile climatice specifice celor patru zonări climaterice ale României. Studiul a fost canalizat către dimensionarea optima a anvelopei clădirilor din cele patru zone climatice diferite ale României, în vederea reducerii consumului total de energie primară. Diferite aspecte ale proiectării clădirilor pasive sunt luate în considerare în acest studiu, pornind de la amplasarea și forma clădirii, orintare, dimensionarea ferestrelor, reducerea punților termice, masă termică, anvelopa clădirii, umbrire, etc.

Lucrarea se constituie într-o vastă documentare cu privire la consumul de energie în UE, consumul de energie pentru clădirile de locuit, cuprinzând aspecte generale privind reducerea consumului de energie și potențialul de eficientizare energetică . Un spațiu consistent este alocat Directivei Europene privind reducerea consumului de energie în clădirile de locuit (EPBD) precum și strategiilor naționale pentru atingerea țintelor 20-20-20.

Definirea casei pasive și condițiile privind proiectarea acesteia sunt prezentate pe larg în cadrul acestui studiu. Totodată, confortul termic ocupa un spațiu deosebit de important în cadrul acestei cercetări, îndeplinirea lui fiind o condiție definitorie a proiectării clădirilor de tip pasiv.

Contribuții personale

Studierea și prelucrarea unui număr însemnat de materiale bibliografice de specialitate: cărți, teze de doctorat, articole apărute în diverse publicații, congrese, mese rotunde, lucrări prezentate în cadrul conferințelor privind casele pasive. Canalizarea efortului de documentare în cadrul tematicii abordate s-a focusat pe următoarele direcții:

Aspect generale privind consumul de energie în sectorul construcțiilor și promovarea eficienței energetice la nivelul uniunii Europene;

Politica statelor membre cu privire la clădirile cu consum redus de energie;

Politici și strategii naționale cu privire la eficiența energetică în sectorul construcțiilor;

Posibilități de eficientizare energetică a necesarului de încălzire pentru clădirile nou construite din România.

Analiza principiului clădirilor foarte eficiente energetic și prezentarea conceptului de casă pasivă pornind de la idea de a dezvolta o casă eficientă energetic pâna la prezentarea primei case pasive realizate in Germania și primele proiecte demonstrative în vederea creării condițiilor necesare pentru introducerea pe piață a caselor pasive și promovarea lor pe plan European.

Sinteza soluțiilor privind proiectarea caselor de tip pasiv, prin prisma criteriilor de confort și performanță energetică. Analiza pornește de la principiile care stau la baza proiectării caselor pasive, continuându-se cu pașii care stau la baza proiectării clădirilor în concordanță cu standardul pasiv.

Analiza stării actuale a construcțiilor pasive și modalitățile de promovare a conceptului de casă pasivă la nivel European. În acest cadru se prezintă nevoia de a documenta soluții practice pentru case pasive din diferite regiuni și climate și de a documenta potențialul de economisire a energiei prin conceptul de casă pasivă în întreaga Europă.

Considerații privind tipul de geam și orientări. S-au investigat diferite tipuri de geam și selecții de orientare pentru toate locațiile. Accentul este pus pe utilizarea câștigurilor solare pentru încălzire. Rezultatele vizează necesarul de încălzire și sarcina termică în funcție de geamurile fațadei principale, orientare sudică, pentru toate locațiile simulate precum și necesarul anual de energie utilă ca funcție a dimensiunii geamului.

Analiza orientării în funcție de balanța energetică a unei clădiri datorită diverselor cantități de radiație solară incidentă pe suprafețe orientate diferit. Importanța orientării pentru suprafețe opace este foarte importantă astfel că balanța termică a unui perete poate varia considerabil în funcție de orientarea sa.

BIBLIOGRAFIE:

1. EC (European Commission) 2009, LOW ENERGY BUILDINGS IN EUROPE: CURRENT STATEOF PLAY, DEFINITIONS AND BEST PRACTICE, Brussels, 25 September 2009

http://ec.europa.eu/energy/efficiency/doc/buildings/info_note.pdf, vizualizat: 07.09.2013

2. Engelund Thomsen, K, Wittchen, K.B. and EuroAce (2008), European national strategies to move towards very low energy buildings, Sbi 2008:07, Danish Building Research Institute, http://www.euroace.org/verylowenergybuildings/index.htm,

vizualizat: 26/01/14.

3. EC (European Commission) 2006, Green Paper: A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy. Commission of the European Communities, Brussels.

4. Itard, L. et al. (2008), Building Renovation and Modernisation in Europe: State of the

Art Review, OTB Research Institute for Housing, Urban and Mobility Studies, Delft.

5. Isover 2007, Construiți pentru viitor: Casa Multi-Confort Isover, http://www.isover.ro/casa%20pasiva/Concept%20casa%20pasiva_Multi%20Confort%20House%20Isover_ghid%20de%20realizare%20a%20unei%20case%20pasive.pdf, vizualizat: 10/02/2014

6. Feist W.: Step by Step Towards Passive Houses, 11th International Conference on Passive Houses, Bregenz, Austria, 13-15 April 2007

7. Feist W.: Energy Efficiency Reduces Energy Losses, 11th International Conference on Passive Houses, Bregenz, Austria, 13-15 april 2007

8. Miščević Ljubomir: Design and construction of Passive Houses in Croatia, Alps-Adria Conference on Passive Houses, Pecs, Hungary, 4-6 September 2009

9. Mr.Sc. Praznik Miha, Mr.Sc. Kovič Silvija: Passive House planning in Slovenia, Alps-Adria Conference on Passive Houses, Pecs, Hungary, 4-6 September 2009

10. Toricelli P., Pless S., Deru M.: Zero energy buildings: A critical look at the definition, ACEE Summer study Pacific Grove, California, USA, 14-18 august 2007

11. Sunikka, M. (2006), Policies for improving energy efficiency in the European building stock. Delft University Press, Delft.

12. EC (2008), Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the Energy Performance of Buildings (Recast), http://eurlex.europa.eu/Result.do?idReq=3&page=24, vizualizat: 26/06/10.

13. EC (2009), ‘Eurostat News Release 94/2009’ – 25 June 2009.

http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/eurostat/home/, vizualizat: 29/06/10.

14. Official Journal of the European Union, L153, Volume 53, 18 june 2010, http://eur-lex.europa.eu/JOHtml.do?uri=OJ:L:2010:153:SOM:EN:HTML, vizualizat: 09/03/14

15. European Parliament, Summaries of EU legislation, Energy efficiency, Directive 2002/91/EC,http://europa.eu/legislation_summaries/energy/energy_efficiency/l27042_en.htm, vizualizat: 04/04/14

BIBLIOGRAFIE:

1. EC (European Commission) 2009, LOW ENERGY BUILDINGS IN EUROPE: CURRENT STATEOF PLAY, DEFINITIONS AND BEST PRACTICE, Brussels, 25 September 2009

http://ec.europa.eu/energy/efficiency/doc/buildings/info_note.pdf, vizualizat: 07.09.2013

2. Engelund Thomsen, K, Wittchen, K.B. and EuroAce (2008), European national strategies to move towards very low energy buildings, Sbi 2008:07, Danish Building Research Institute, http://www.euroace.org/verylowenergybuildings/index.htm,

vizualizat: 26/01/14.

3. EC (European Commission) 2006, Green Paper: A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy. Commission of the European Communities, Brussels.

4. Itard, L. et al. (2008), Building Renovation and Modernisation in Europe: State of the

Art Review, OTB Research Institute for Housing, Urban and Mobility Studies, Delft.

5. Isover 2007, Construiți pentru viitor: Casa Multi-Confort Isover, http://www.isover.ro/casa%20pasiva/Concept%20casa%20pasiva_Multi%20Confort%20House%20Isover_ghid%20de%20realizare%20a%20unei%20case%20pasive.pdf, vizualizat: 10/02/2014

6. Feist W.: Step by Step Towards Passive Houses, 11th International Conference on Passive Houses, Bregenz, Austria, 13-15 April 2007

7. Feist W.: Energy Efficiency Reduces Energy Losses, 11th International Conference on Passive Houses, Bregenz, Austria, 13-15 april 2007

8. Miščević Ljubomir: Design and construction of Passive Houses in Croatia, Alps-Adria Conference on Passive Houses, Pecs, Hungary, 4-6 September 2009

9. Mr.Sc. Praznik Miha, Mr.Sc. Kovič Silvija: Passive House planning in Slovenia, Alps-Adria Conference on Passive Houses, Pecs, Hungary, 4-6 September 2009

10. Toricelli P., Pless S., Deru M.: Zero energy buildings: A critical look at the definition, ACEE Summer study Pacific Grove, California, USA, 14-18 august 2007

11. Sunikka, M. (2006), Policies for improving energy efficiency in the European building stock. Delft University Press, Delft.

12. EC (2008), Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the Energy Performance of Buildings (Recast), http://eurlex.europa.eu/Result.do?idReq=3&page=24, vizualizat: 26/06/10.

13. EC (2009), ‘Eurostat News Release 94/2009’ – 25 June 2009.

http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/eurostat/home/, vizualizat: 29/06/10.

14. Official Journal of the European Union, L153, Volume 53, 18 june 2010, http://eur-lex.europa.eu/JOHtml.do?uri=OJ:L:2010:153:SOM:EN:HTML, vizualizat: 09/03/14

15. European Parliament, Summaries of EU legislation, Energy efficiency, Directive 2002/91/EC,http://europa.eu/legislation_summaries/energy/energy_efficiency/l27042_en.htm, vizualizat: 04/04/14