Optimizarea Producerii Si Consumului de Energie Termica Pentru Un Consumator Casnic

Introducere

Materia este caracterizată prin două mărimi fundamentale: masa și energia. Masa este măsura inerției și a gravitației, iar energia este măsura scalară a mișcării materiei. Cea mai generală definiție, prezintă energia ca măsură a mișcării materiei. Energia este o funcție de stare și nimic altceva; energia este o mărime de stare a unui sistem fizic. Energia definește calitatea schimbărilor și proceselor care au loc în univers, începând cu deplasarea în spațiu și terminând cu gândirea. Unitatea și legătura formelor de mișcare a materiei, capacitatea lor inepuizabilă de transformare reciprocă, au permis măsurarea diferitelor forme ale materiei printr-o măsură comună: energie.

Energia este unul dintre cele mai importante concepte fizice descoperite de om. Înțelegerea corectă a noțiunii de energie constituie o condiție necesară pentru analiza sistemelor energetice și a proceselor energetice.

Din punct de vedere științific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință. Când un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea sa în starea de referință, rămân în natură schimbări cu privire la poziția sa relativă și la proprietățile sistemelor fizice din exteriorul lui, adică: schimbarea poziției, vitezei, schimbarea stării termice, schimbarea stării electrice, magnetice, atât ale lui cât și ale sistemelor din exteriorul său. Efectele asupra sistemelor externe se numesc acțiunile externe ale sistemului în cursul transformării.

În funcție de diferite criterii, se vorbește despre diverse tipuri de energie.

Din punctul de vedere al sistemul fizic căruia îi aparține, există:

energie hidraulică, care, la rândul ei, poate proveni din energia potențială a căderilor de apă și mareelor, sau din energia cinetică a valurilor;

energie nucleară, care provine din energia nucleelor și din care o parte poate fi eliberată prin fisiunea sau fuziunea lor;

energie de zăcământ, care este energia internă a gazelor sub presiune acumulate deasupra zăcămintelor de țiței;

energie chimică, care este dat de potențialul electric al legăturii dintre atomii moleculelor,

energie de deformație elastică, care este energia potențială datorită atracției dintre atomi;

energie gravitațională, care este energia potențială în câmp gravitațional.

După sursa de proveniență, poate fi:

energie stelară,

energie solară,

energia combustibililor fosili,

energie hidraulică,

energie eoliană,

energie geotermală,

energie nucleară.

După faptul că urmează sau nu un ciclu se clasifică în:

energie neregenerabilă, care este energia obținută resurse epuizabile, cum sunt considerate combustibilii fosili și cei nucleari;

energie regenerabilă, prin care se înțelege energia care se poate exploata ciclic, la diferite scări de timp estimate sau cunoscute, energie considerată inepuizabilă, sub formă de energie electrică (conversie directă), termică (încălzire directă), hidraulică, eoliană, sau cea provenită din biomasă.

După modul de manifestare a energiei se vorbește despre energie mecanică, energie electrică, energie luminoasă.

După purtătorul de energie se vorbește de energie termică, energie electrică, etc.

Energia termică este energia conținută de un sistem fizic și care poate fi transmisă sub formă de căldură altui sistem fizic pe baza diferenței dintre temperatura sistemului care cedează energie și temperatura sistemului care primește energie. Exemple: energia aburului, energia apei calde sau fierbinți, energia gazelor calde etc.

Căldura este adesea confundată cu energia termică. Când un sistem termodinamic primește căldură, temperatura și energia sa termică crește, iar când cedează căldură, temperatura și energia sa termică scade. Căldura și energia termică doar par a fi sinonime. De fapt, în timp ce energia termică este o funcție de potențial, căldura este o formă de schimb de energie. Un corp poate conține energie internă sub diferite forme, însă nu se poate defini noțiunea de căldură conținută de un corp. De asemenea, în termodinamică, pentru studiul căldurii, în locul noțiunii de energie termică, greu de definit, se preferă noțiuni ca energie internă, lucru mecanic, entalpie, entropie, noțiuni care pot fi definite exact fără a recurge la noțiunea de mișcare moleculară.

În fizică și termodinamică, căldura, simbolizată prin Q, este energia transferată între un sistem termodinamic și mediul înconjurător, între două sisteme termodinamice sau între diferite părți ale aceluiași sistem termodinamic, în cursul unei transformări termodinamice în care parametrii externi rămân constanți. Transferul de căldură are loc sub influența unei diferențe de temperatură. Principiul al doilea al termodinamicii stipulează că acest transfer se face de la sine doar de la temperatura mai înaltă la temperatura mai joasă. Există trei căi pe care are loc fenomenul de transmitere a căldurii: conducția termică, convecția termică și radiația termică. În general, într-un proces real de transmitere a căldurii apar toate cele trei moduri de transmitere a căldurii simultan, dar de multe ori căldura transmisă prin unul sau chiar două mecanisme este suficient de mică pentru a fi neglijabilă.

Mecanisme de transmitere a căldurii: Trecerea căldurii de la un corp cu o temperatură înaltă la o temperatură joasă se numește transmiterea căldurii (transfer termic) și se cunosc trei mecanisme de transfer:

Transmiterea prin conducție termică, este mecanismul prin care căldura se transmite în interiorul unui corp indiferent de starea lui de agregare. Transmiterea căldurii prin conducție termică se realizează prin propagarea căldurii din aproape în aproape între particulele sistemului, pe baza ciocnirilor dintre acestea, cauzate de mișcarea lor liberă în interiorul corpului sau a sistemului.

Transmiterea prin convecție termică, este modul în care căldura se transmite între un perete solid și un fluid (compresibil sau incompresibil) în mișcare liberă sau forțată. În funcție de natura mișcărilor macroscopice convecția poate fi:

Convecție liberă, caracterizată prin faptul că mișcările se fac sub acțiunea forțelor arhimedice, determinate de diferențe de densitate.

Convecție forțată, caracterizată prin faptul că mișcările se fac sub acțiunea altor forțe.

Transmiterea prin radiația termică, este de fapt radiația electromagnetică care produce efecte termice în materiale atunci când energia termică radiată ajunge la nivelul materialului. Efectele termice semnificative sunt produse de radiația electromagnetică din spectrul infraroșu.

Cererea de energie termică la nivel mondial

Evoluții și prognoze privind cererea de energie la nivel mondial într-o economie din ce in ce mai globalizată, strategia energetică a unei țări se realizează in contextul evoluțiilor si schimbărilor care au loc pe plan mondial. Cererea totală de energie termică in 2030 va fi cu circa 50% mai mare decât in 2003, iar pentru petrol va fi cu circa 46% mai mare. Rezervele certe cunoscute de petrol pot susține un nivel actual de consum doar până in anul 2040, iar cele de gaze naturale pana in anul 2070, în timp ce rezervele mondiale de huilă asigură o perioadă de peste 200 de ani chiar la o creștere a nivelului de exploatare.

Previziunile indică o creștere economică, ceea ce va implica un consum sporit de resurse energetice. Din punct de vedere al structurii consumului de energie primara la nivel mondial, evoluția si prognoza de referință realizată de Agenția Internaționala pentru Energie (IEA) evidențiază pentru următoarea decadă o creștere mai rapidă a ponderii surselor regenerabile, dar și a gazelor naturale. Se estimează că, aproximativ un sfert din nevoile de resurse energetice primare, la nivel global, vor fi acoperite în continuare de cărbune. Concomitent cu creșterea consumului de energie va crește și consumul de cărbune. Datele centralizate de Consiliul Mondial al Energiei (CME) arată o creștere cu aproape 50 % a extracției de cărbune la nivel mondial în anul 2005 față de anul 1980.

Strategia națională privind producerea centralizată a energiei termice

Conceptul dezvoltării durabile în domeniul alimentării cu energie termică a localităților presupune aplicarea unor soluții tehnice performante capabile să asigure, pe de o parte, condiții normale de viață și de muncă comunităților locale și satisfacerea nevoilor sociale ale acestora în condiții de rentabilitate economică și eficiență energetică și, pe de altă parte, conservarea resurselor primare, protecția și conservarea mediului, fără a afecta echilibrul ecosferei și accesul generațiilor viitoare la resursele energetice primare. În acest context scopul programului "Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență" este reprezentat de eficientizarea sistemelor centralizate de producere și distribuție energie termică, având ca obiectiv final reducerea consumului de resurse energetice primare pentru producerea energiei termice, cu cel puțin 10 mil. Gcal/an, fața de consumul de resurse energetice primare consumat în anul 2004, în condițiile asigurării creșterii calității serviciului de termoficare. Structura sistemului centralizat de producere și distribuție energie termică din

România, conform OG nr.73/2002, este format din:

unitatea de producție agent termic;

rețeaua de transport agent termic primar (apă fierbinte);

punctele de termoficare sau module termice la nivel de imobil, acolo unde se justifică economic;

rețeaua de distribuție a apei calde și a agentului termic de încălzire,

contorizarea la nivel de imobil;

corelate cu componentele consumatorului final:

rețeaua interioară de alimentare a imobilului, cu apă caldă și cu agent termic de încălzire;

contorizarea individuală împreună cu robinetele termostatate;

Din punct de vedere administrativ activitatea corespunzătoare componentelor 1-5, trebuie să fie desfășurată printr-un agent economic aflat în coordonarea Consiliului local, conform strategiei naționale privind alimentarea cu energie termică a localităților prin sisteme de producere și distribuție centralizate aprobate prin HG. 882/2004 . Sistemul centralizat de producere și distribuție a energiei termice trebuie să respecte următoarele condiții obligatorii:

instalația de bază a unității de producție agent termic trebuie să fie în cogenerare, respectând următoarea medie anuală : maxim 30 % producție energie electrică și minim 70% energie termică;

capacitatea de producție a unității de producție agent termic va fi proiectată pentru consumul actual și cel previzionat ;

unitatea de producție în cogenerare va funcționa la capacitatea parametrilor nominali cel puțin 7.600 ore/an;

randamentul energetic total al unității de producție agent termic trebuie să fie de cel puțin 80%, excepție pot face doar unitățile de producție care utilizează biomasa ca resursă energetică primară (la instalația în cogenerare), unde randamentul energetic total trebuie să fie de cel puțin 70%;

reducerea pierderilor în rețelele de transport agent termic primar;

creșterea eficienței energetice a punctelor termice;

utilizarea modulelor termice la nivel de imobil, acolo unde se justifică economic;

contorizare la nivel de imobil și la nivel de puncte termice;

reducerea pierderilor de energie termică și apă din rețelele interioare ale imobilelor;

contorizare individuală și montarea robinetelor termostatate la consumatorilor finali;

introducerea sistemelor de automatizare și dispecerizare astfel încât să poată fi asigurată monitorizarea și controlul permanent al funcționării instalațiilor în cadrul parametrilor optimi, de la producere pană la utilizator;

În vederea evaluării situației și identificării soluției tehnico-economice optime pentru fiecare autoritate locală, se vor elabora strategii de alimentare cu energie termică precum și studii de fezabilitate necesare investițiilor. La elaborarea strategiilor de alimentare cu energie termică se vor avea în vedere și următoarele considerente privind resursele regenerabile și protecția mediului:

utilizarea tuturor tipurilor de resurse de energie cum ar fi: biomasa, deșeurile biodegradabile, incinerarea și coincinerarea deșeurilor;

reducerea poluării cu posibilitatea controlului reducerii noxelor/emisiilor, eliminarea depozitării lichide a zgurii și cenușii rezultate din arderea cărbunilor si reducerea suprafețelor de depozitare a deșeurilor rezultate prin arderea combustibililor fosili (cărbune) prin utilizarea celor mai bune tehnici disponibile (bat) pentru producerea energiei;

potențialul energetic rezultat din proiectele de extragere a biogazului care rezultă din depozitele municipale existente. În baza Strategiilor de alimentare cu energie termică, Consiliile Locale vor aproba prin hotărâre de Consiliu Local definirea sistemului centralizat de producție și distribuție energie termică și a zonelor unde se asigură serviciul de termoficare. De asemenea, conform Strategiei Naționale în domeniul eficienței energetice, Ministerul Transporturilor, Construcțiilor și Turismului împreună cu Ministerul Administrației și Internelor și Ministerul Finanțelor Publice vor susține acțiunile de reabilitare termică a clădirilor, realizate de către proprietari/asociații de proprietari în parteneriat cu autoritățile administrației publice locale. Consiliile locale pe baza principiului autonomiei locale pot decide asupra soluției de investiție atât în cazul reabilitării termice a clădirilor cât și în cazul sistemului centralizat de producție și distribuție energie termică, care poate fi : participarea la programul „Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență”, parteneriat public privat – PPP sau alte forme de investiții. Ministerul Economiei și Comerțului va realiza pentru unitățile de producție agent termic, prin Planurile sectoriale, studii de soluție pentru toate autoritățile locale, în paralel cu Strategiile de alimentare cu energie termică, avizate de către Ministerul Mediului si Gospodăririi Apelor. Aceste studii de soluție vor analiza comparativ cel puțin 3 soluții tehnico-economice pentru unitatea de producție agent termic, la un consum de agent termic previzionat plus o marjă de ±20%, având în vedere Strategia energetică națională. Soluțiile analizate vor trebui:

să respecte legislația de mediu ,

să se încadreze în Strategia energetică națională,

să fie eficiente energetic și economic

să permită administrarea în condiții de autonomie locală.

Având în vedere că legislația în vigoare stabilește atribuțiuni clare pentru autoritățile locale în vederea asigurării serviciului de termoficare.

In cazul in care aveti probleme de spatiu este posibila amenajarea camerei tehnice, precum si a silozului de stocare combustibil  in interiorul unui container centrala termica (solutia Bio container).

Gama de produse include, de asemenea, sistemele solare termice pentru integrarea sistemului de incalzire si producerea de apa calda menajera, precum si accesorii si componente pentru un sistem termic complet: sisteme de stocare si transport automat combustibil, sisteme de gestiune si control al sistemului termic, dispositive ce permit schimbul de date si controlul de la distanta.

Societatea Tatano dezvolta si produce sisteme de incalzire inovatoare, pentru toate tipurile de cladiri, care se disting prin calitate, eficienta energetica si lunga durata de viata.

Tehnologiile utilizate in realizarea acestor produse au devenit solutii esentiale in sectorul incalzirii pe biomase.

Pe lemn, pelet sau chips de lemn, centralele Tatano devin "ecologice" si de "durata": prin utilizarea combustibililor care au un impact redus asupra mediului, dar cu prestatii elevate in furnizarea caldurii in fiecare colt al casei.

Adaugand produselor noastre o ampla gama de servicii, societatea ofera solutii pe masura oricarui tip de client

Pentru realizarea investițiilor necesare eficientizării sistemelor centralizate de producere și distribuție energie termică se stabilesc următoarele obiective:

perioada de realizare a investițiilor va fi 2006-2009;

investițiile eligibile pentru această schemă de finanțare vor fi atât pentru reabilitarea sistemelor centralizate de producere și distribuție energie termică care sunt în domeniul public al autorității locale și administrate de către un agent economic unde autoritatea locală deține cel puțin 95% din acțiuni sau părți sociale cât și pentru susținerea reabilitării termice a anvelopei clădirilor, respectiv a fațadelor, teraselor și a tâmplăriei exterioare;

situația proprietarilor de acțiuni sau părți sociale, ale agentului economic care administrează sistemul centralizat de producere și distribuție energie termică, va rămâne neschimbată cel puțin 5 ani de la punerea în funcțiune a ultimei investiții finanțată prin această schemă de finanțare;

finanțarea Programului „Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență” se va face prin contractarea de către Ministerul Finanțelor Publice a unor împrumuturi in conformitate cu Legea 313/2004 a datoriei publice. Valoarea de investiții estimată a Programului este de 12.019,4 milioane de lei (inclusiv taxele si impozitele plătite pe teritoriul României), iar valoarea împrumuturilor, este de aproximativ 10.772,3 milioane de lei eșalonat, prin care se va sigura finanțarea Programului în perioada 2006-2009, in funcție de rezultatele din Strategiile de alimentare cu energie termica și a Studiilor de fezabilitate realizate de către autoritățile locale (diferența de 1.247,1milioane de lei este asigurată ca surse proprii pentru anul 2006 și 2007 conform OUG 48/2004);

Beneficiarul împrumuturilor va fi Ministerul Administrației și Internelor, care va efectua și plata serviciului datoriei publice contractate. Regulamentul privind implementarea programului "Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență" va stabili procedurile privind derularea investițiilor și transferul sumelor subîmprumutate de Ministerul Administrației și Internelor către Consiliile Locale;

Rambursarea împrumutului pentru componentele 1- 5 din structura sistemului centralizat de producere și distribuție energie termică se va suporta după cum urmează:

Bugetul Ministerului Administrației și Internelor va rambursa în procent de 50% (aproximativ 4.011,7 milioane de lei), la care se adaugă dobânzile, comisioanele și alte costuri aferente împrumutului;

Consiliile Locale care beneficiază de acest program vor rambursa 50% (aproximativ 4.011,7 milioane de lei), corespunzător investițiilor realizate, la care se adaugă dobânzile, comisioanele și alte costuri aferente împrumutului;

Pentru componentele 6-7 din structura sistemului centralizat de producere și distribuție energie termică, rambursarea împrumutului, în valoare de aproximativ 2.748,9 milioane de lei, la care se adaugă dobânzile, comisioanele și alte costuri aferente împrumutului, se va suporta de către proprietarii clădirilor care beneficiază de prezentul program, conform schemei de finanțare și procedurilor care vor fi elaborate în cadrul – 6 – al Regulamentului privind implementarea programului "Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență"; 1

Consiliile locale vor coordona realizarea investițiilor corespunzătoare componentelor 6-7 din structura sistemului centralizat de producere și distribuție energie termică, conform procedurilor care vor fi stabilite în Regulamentul de implementare a programului "Termoficare 2006-2009 calitate și eficiență";

Valorificarea certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră va reprezenta sursă de venituri pentru rambursarea împrumuturilor pentru Guvernul României și pentru Consiliile Locale; Valoarea estimată de 12.019,4 milioane de lei este rezultatul analizei Strategiei naționale privind alimentarea cu energie termică a localităților prin sisteme de producere si distribuție centralizate luând in considerare: Strategia națională a avut in vedere pentru estimare capacitățile existente (26,7mil.Gcal/an–pag.67 din Strategia națională); În prezent se pot avea în vedere 2 milioane apartamente la o medie de maxim 70 mp, cu un consum de 5,4 Gcal/apartament/an apă caldă și încălzire ceea ce reprezintă 10,8 mil Gcal/an necesar pentru consumatori la care se poate adăuga maxim 10% pierderi în sistemul de transport și distribuție, rezultând 12,6 mil. Gcal/an necesare. Dacă avem în vedere un randament energetic de minim 80% conform programului, rezultă un necesar de 15,75 Gcal resurse energetice primare; o parte din investițiile necesare au fost realizate.

Sisteme de producere a energiei termice

Surse convenționale, combustibili fosili

Cel mai raspândit procedeu de producere a energiei electrice și termice necesită o sursă de căldură care să asigure încălzirea apei în scopul opținerii de vapori sub presiune. Acești vapori destinzându-se mai întâi intr-o turbină vor antrena generatorul de curent alternativ, care într-un final va produce energie electrică. După ce au efectuat lucrul mecanic necesar, vaporii sunt condensați cu ajutorul unei surse de frig, de obicei este o sursă de apă rece, în care se construesc circuite de răcire. În figura 2.1 este prezentat ciclul de producere a energiei electrice.

Figura 2.1 Ciclul clasic de producere a energiei electrice. [1]

În cazul în care caldura rezultată la condensarea vaporilor, este recuperată si utilizată pentru încalzire, apare noțiunea de cogenerare. Sursa de caldură, este in mod clasic, rezultatul arderii combustibililor fosili (petrol, gaz, cărbune), sau rezultatul fisiunii nucleare, în reacoare proiectate să controleze amplasarea acestei reacții.

Combustibilii fosili sau uraniul utilizate în aceste cicluri pot fi înlocuite de surse regenerabile. Putem avea următoarele surse de căldură, prin:

arderea biomasei (lemn, biogaz, deșeuri organice, etc);

căldură din interiorul planetei (geotermică), ce poate fi obținută fie prin pomparea directă a apei calde către suprafață, fie exploatând temperature ridicată a rocilor de adâncime, prin injectarea apei de la suprafață și recuperarea ei, după încălzire;

soarele, prin concentrarea razelor cu ajutorul unor oglinzi parabolice, sau prin exploatarea apei calde de la suprafața mărilor din zonele tropicale.

În cazul unor surse regenerabile de energie, nu este necesară sursă de căldură pentru producerea de energie electrică. Este cazul energiei eoliene, hidraulice și solare fotovoltaice.

În cazul energiei eoliană dar și a celei hidraulică, turbine ce antrenează generatorul electric, este antrenată la rândul ei de presiunea vântului sau a apei, după caz. În figura 2.2 vă prezint această modalitate de conversie energetică.

Figura 2.2 Modalitatea eoliană sau hidraulică de producer a energiei electrice. [2]

Presiunea vantului este consecinta energiei sale cinetice. Presiunea apei reprezintă efectul energiei sale potențiale si cinetice.

În cazul generari solare fotovoltaice, energia electrică este produsă direct, cu ajutorul celulelor semiconductoare de siliciu, pe baza energiei conținute de radiația solară.

Energia electrică procurată de generator poate fi introdusă direct în rețeaua electrică, fără a utiliza un convertor static de putere, este indicat în figura de mai sus, dar în acest caz pentru a menține fregvența tensiunii și a curentului constantă, la 50 sau 60 Hz și viteza generatorului trebuie menținută constantă, în acest caz se acționează asupra orientării paletelor turbinelor eoliene , sau, în cazul turbinelor hidraulice , prin reglarea debitului apei.

Avantajul convertoarelor statice de putere constă pe de o parte în creșterea randamentului conversiei energetice, prin reducerea complexității controlului mecanic al paletelor turbinelor eoliene sau al debitului de apă în cazul turbinelor hidraulice și, pe de altă parte, în posibilitatea funcționării alternatorului la viteză variabilă. Acest tip de funcționare cu viteză variabilă se dezvoltă în domeniul generării hidraulice (mai ales pentru mica putere) și tinde să se generalizeze în cadrul generării eoliene , unde acet tip de funcționare apare în mod natural, datorită variațiilor semnificative ale vitezei vântului.

În cazul generarii solare fotovoltaice, energia electrică este produsă direct, prin intermediul celulelor semiconductoare de siliciu, pe baza energiei conținute de radiația solară.În figura 2.3 este reprezentată această modalitate de conversie energetică.

Figura 2.3 Modalitatea solară fotovoltaică de producere a energiei electrice. [3]

Energia electrică mai poate fi produsă pornind de la un motor Diesel sau o tutbină cu gaz , ce antrenează un generator electric . Sursa primară de energie este de cele mai multe ori combustibili fosili dar în ultimul timp se are în vedere înlocuirea acestora cu biogaz sau biocarburant.

Principalele surse de energie din zilele noastre și care au fost folosite până în prezent se numesc energii convenționale

Energia conventională este generată din surse epuizabile sau limitate , în primul rând combustibili fosili, cei mai raspandiți fiind cărbunii, petrolul si gazele naturale. Acest tip de energie are dezavantajul de a fi din ce in ce mai scumpă, deoarece resursele cu an ce trece sunt din ce în ce mai puține, iar cererea este la fel de mare sau chear mai mare, motiv pentru care și prețul are tendința de a crește.
Era energiei conventionale, spun unii specialiștii, se apropie cu pași repezi de sfârșit, având în vedere ritmul accelerat de consum la nivel global al combustibililor fosili, in special cărbuni si gaze naturale, estimandu-se că resursele fosile vor disparea in aproximativ 50-60 de ani. Deși este utilizată pe scară din ce în ce mai largă, energia conventională are dezavantajul de a depinde de cantitatea de carbuni, petrol si gaze naturale existente, care este limitată, iar prin arderea acestor combustibili care i-am enumerate mai sus se elimină in atmosfera gaze nocive, precum dioxidul de carbon, care generează și el la rândul sau efect de seră. Acesta este principalul factor pentru apariția unor schimbari climatice importante, care amenința ecosistemele de pe intreg globul.
Instalațiile (cazanele) care utilizează aceste tipuri de combustibili produc agent termic sub forma de abur la o presiune mai mare decat presiunea atmosferică sau apa la o temperatura ridicată.

În functie de agentul termic produs, cazanele se impart in urmatoarele categorii:

cazane de abur / generatoare de abur – de joasă presiune, de înaltă presiune, electrice dar și instantanee

cazane de apă caldă

cazane de apă supraîncălzită

cazane pe ulei diatermic

Dupa destinatia agentului termic produs:

cazane pentru încalzire centrală

cazane industriale (care produc abur tehnologic)

cazane energetice (care produc abur energetic)

cazane speciale (integrate în diverse instalații tehnologice)

Dupa locul de utilizare:

cazane stabile – instalate în sali de cazane sau instalate în aer liber

cazane mobile (navale, în trenuri, etc)

Dupa circulația apei in cazan:

cazane cu circulație naturală (termosifon)

cazane cu circulație forțată multiplă

cazane cu circulație forțată unică [4]

Tipuri de combustibili

Prin combustibil înțelegem amestecul de substanțe, sau orice subsțantă, care produce o mare cantitate de căldură in urma unei reacții de ardere, chimică.

Din categoria combustibililor chimici fac parte:

• cărbuni de pământ,

• țițeiul si gazele de sondă,

• gazele naturale,

Pentru caracterizarea unui combustibil, in afară de proveniență și de starea lui fizică trebuie să îi cunoaștem și compoziția chimică, cantitatea de aer necesară arderii, temperatura gazelor de ardere dar și puterea calorică. [5]

Clasificarea combustibililor se poate realiza pe de-o parte după starea de agregare în combustibili solizi, lichizi și gazoși iar pe de altă parte după proveniență în combustibili naturali și artificiali.

combustibili solizi naturali: rumeguș, lemn, cărbune (turbă, huilă, antracit etc.), șisturi combustibile, paie, etc.;

combustibili solizi artificiali: mangal, cocs, brichete de cărbuni, peleți, etc.;

combustibili lichizi naturali: țiței;

combustibili lichizi artificiali: benzină, petrol, păcură, gaze lichefiate etc.;

combustibili gazoși naturali: gaz metan, gaz de sondă etc.;

combustibili gazoși artificiali: gaz de cocserie, gaz de furnal, gaz de generator [6]

Combustibilii solizi conțin combinații organice diferite ale elementelor C, H, S (elemente combustibile), O și N, alături de substanțe minerale (Al) și de umiditate care dau cenușă.

Carbonul este principal element al combustibililor solizi. Acesta se gasește în proporție de 50-95%, în funcție de varsta combustibilului dar și de natura lui. Prin arderea completă a unui kilogram de carbon se obține o energie de 33,44 kJ.

Hidrogenul se gasește în combustibilii solizi intre 2-6 %. Acesta este, un element care deasemenea ridică valoarea termică a combustibilului, intrucât se degajă o mare cantitate de caldură prin ardere.

Sulful are o pondere de 0,1 – 7 %, în compoziția diferiților combustibili solizi. În combustibil, sulful se gasește sub trei forme: în combinații organice (sulf organic), sub formă de sulfurii metalice, în combinați anorganice oxigenate (de exemplu, sulfați). În procesul de ardere intervine numai sulful organic și cel piritic. Cu toate că se degajează o mare cantitate de caldură la arderea sulfului, acest element este daunător în procesul de ardere a combustibililor, întrucât SO2 format, coordonează parțile metalice ale focarului și are acțiune poluantă (este un component fregvent al ploilor acide). Pe langă acesta, sulful necesită pentru aprinderea sa o temperatură mare, între (500 – 600o C).

Azotul se gasește în general în cantitate mică, nedepășind 2%. El este un element nedorit în masa combustibilului. Acesta nu participă la ardere, dar ia căldura pentru a se încalzi pană la temperatura cu care gazele arse parasesc instalația de ardere și prin urmare consumă o parte din caldura degajată la arderea combustibilului.

Oxigenul se gasește în combusitbili, în proporție de 2 % (antracid) pană la 44 % (lemn). Prezența sa în combusitbil conduce la micșorarea valorii termice a acestuia, deoarece fiind combinat mai ales cu carbonul si hidrogenul, o cantitate din aceste elemente combustibile sunt deja oxidate.

Umiditatea combustibililor constituie de asemenea, un balast, prin faptul că aceasta consumă o mare cantitate de căldură pentru a trece din starea lichidă în starea de vapori. De asemenea mărește volumul și corozivitatea gazelor de ardere.

Cenușa constituie un balast al combustibilului, întrucât îi micșorează puterea calorică și uneori poate duce la dezorganizarea completă a procesului de ardere, fie prin faptul ca se acumulează în focar și împiedică admisia aerului, fie că se topește la o temperatură joasă (1150 – 1700 oC), și formează un conglomerat plastic cu înglobarea unor cantități de combustibil. De aceea, în practica industrială, întotdeauna, la alegerea sistemului de ardere a combustibililor solizi se ia în considerație cantitatea de cenușă și proprietățile ei.

Compoziția combustibilului poate fi determinată prin analiză chimică elementară, și prin analiză tehnică.

Prin analiză elementară se determină conținutul procentual de C, H, N, O, S din masa organică a combustibilului, iar prin analiză se determină umiditatea, materiile volatile, cenușa si carbunele fix.

Combustibilii lichizi, cu cateva excepții, provin din țiței si sunt de trei tipuri:

gaze lichefiate,

combustibili distilați,

combustibili reziduali.

Combustibilii lichizi distilați sunt:

benzina,

petrolul lampant,

motorina.

Aceștia conțin în principal hidrocarburile C5 – C10, C10 – C15 și respective C12–C1.

Combustibilii reziduali: sunt formați, în general, din reziduul obținut la distilarea primară a țițeiului și din reziduurile obținute la descompunerea termică a păcurilor sau a motorinelor. Aceștia au o compoziție foarte complexă.

Combustibilii gazoși : au o compoziție foarte variată, ce depinde de originea acestora. Astfel, gazele naturale din țara noastra conțin peste 99 % CH4, iar gazele combustibile artificiale constau dintr-un amestec de gaze combustibile si necombustibile.

Compoziția combustibililor gazoși: se exprimă obișnuit în procente volumetrice. Principalele componente combustibile ale acestora sunt: CO, H2,  CH4,  alte hidrocarburi și H2S, iar componentele necombustibile însoțitoare sunt: CO2, O2 si N2. [7]

Arderea combustibilor

Arderea este procesul de oxidare rapidă a unor substanțe, în urma căruia se degajă căldură. Din punct de vedere termodinamic, procesul de ardere este analizat global, în sensul că nu se studiază mecanismul de desfășurare a arderii, denumit cinetica arderii, care este un fenomen chimic extrem de complex și nu se studiază nici produsele intermediare ale arderii.

Combustibilii sunt substanțe care prin ardere, respectiv oxidare, produc o însemnată cantitate de căldură și deci pot să fie utilizate ca surse economice de căldură. De exemplu o piesă de mobilier din lemn, chiar dacă prin ardere produce căldură, nu poate fi considerată combustibil, pentru că nu este o sursă economică de căldură, dar în anumite condiții lemnul în sine, poate să fie considerat combustibil.

Prin ardere, energia chimică a combustibililor se transformă în căldură prin reacții exoterme de oxidare.

Câteva condiții pe care trebuie să le îndeplinească o substanță pentru a fi considerată combustibil sunt următoarele:

– să reacționeze exoterm cu oxigenul, cu viteză mare și la temperaturi ridicate;

– produsele rezultate în urma arderii să nu fie toxice;

– să fie suficient de răspândit în natură, deci să fie ieftin și să nu prezinte alte utilizări posibile, mai economice;

– produsele arderii să nu fie corozive pentru suprafețele cu care intră în contact etc.

În continuare, prin termenul combustibili, sunt desemnați combustibilii clasici (cărbuni, petrol și produsele sale, gaze naturale etc.). [8]

Compoziția combustibililor

Compoziția combustibililor poate să fie stabilită global prin desemnarea părții care participă efectiv la procesul de ardere, denumită masa combustibilă și a părții care nu participă la ardere, denumită balast, care se regăsește între produșii finali ai arderii, sub formă de zgură. Această modalitate de definire a compoziției combustibililor evidențiază și umiditatea, respectiv cantitatea de apă conținută de combustibili și este numită analiză tehnică.

Necesități practice legate de calculul procesului de ardere, impun detalierea compoziției celor două componente ale combustibililor, prin analiza chimică elementară, sau mai scurt analiza elementară, în elemente chimice primare, sau compuși stabili, care alcătuiesc împreună combustibilul. Compoziția chimică elementară, este exprimată pentru combustibilii solizi și lichizi în participații masice [kg component / kg combustibil], iar pentru combustibilii gazoși în participații volumice [m3N component / m3N combustibil].

Combustibilii solizi și lichizi, au în compoziție ca și elemente chimice combustibile: carbonul (c), hidrogenul (h) și sulful (s). În paranteze, cu litere mici, au fost notate participațiile masice ale elementelor chimice. Dintre aceste elemente, sulful este o prezență nedorită, deoarece reacționează cu umiditatea din combustibil, rezultând acid sulfuric, iar acesta este extrem de coroziv pentru elementele metalice ale instalațiilor de ardere. Alte elemente care participă la procesul de ardere sunt: oxigenul (o) legat, deci existent în combustibil și umiditatea combustibilului (w). Masa inertă, minerală, sau balastul, are participația masică notată prin (a). Suma participațiilor masice evidențiate prin analiza elementară, trebuie să satisfacă relația:

(2.1)

Combustibilii gazoși au în compoziție ca elemente cobustibile: hidrogen (h2), oxid de carbon (co), diferite hidrocarburi de tipul (cmhn) de exemplu metanul (ch4), iar ca elemente necombustibile: oxigen (o2), azot (n2), bioxid de carbon (co2) și umiditate (w). Între paranteze au fost notate participațiile volumice, care trebuie să satisfacă relația: [9]

(2.2)

Procesul de ardere. Puterea calorifică

Pentru a analiza procesul de ardere, sistemul termodinamic în care se produce aceasta, este definit ca în schema din figura alăturată și permite introducerea unor noțiuni foarte importante pentru înțelegerea ulterioară a fenomenelor legate de ardere.

Spațiul în care se desfășoară arderea este denumit focar. În acest spațiu sunt introduse cele două elemente care se întâlnesc obligatoriu în orice proces de ardere și anume combustibilul, adică acea componentă care urmează să ardă, având debitul și comburantul, adică acea componentă care conține oxigenul necesar arderii. De regulă, în procesele de ardere uzuale din tehnică, aerul este cel mai întâlnit comburant. Mai rar, de exemplu uneori în metalurgie, se utilizează ca și comburant, oxigen tehnic, având o puritate foarte ridicată.

În urma arderii, rezultă:

– gaze de ardere, având o compoziție care diferă în funcție de tipul combustibilului și al comburantului,

– cenușă sau zgură, datorită balastului conținut de combustibil;

– căldură, care reprezintă efectul util și care depinde de condițiile în care se desfășoară arderea și de cantitatea de aer (comburant) introdusă în sistem.

Puterea termică rezultată în urma arderii este notată cu: Q

Pentru oxidarea completă a elementelor combustibile, deci pentru ca arderea să fie completă, este necesară o cantitate minimă de oxigen (O2min), conținută într-o cantitată minimă de aer (Lmin).

Arderea desfășurată în prezența aerului minim necesar, poartă denumirea de ardere stoichiometrică, sau ardere teoretică.

Gazele de ardere, obținute în urma arderii, conțin în principal bioxid de carbon (CO2), azot (N2), apă (H2O), oxid de carbon (CO), bioxid de sulf (SO2) etc.

Figura 2.4: Schema sistemului termodinamic în care se produce arderea [10]

În cazul utilizării combustibililor solizi, în gazele de ardere se întâlnește și funingine, care de fapt reprezintă particule nearse de carbon.

Arderea perfectă, denumită și arderea teoretică este caracterizată prin faptul că gazele de ardere nu conțin elemente chimice combustibile (de exemplu funingine sau CO).

Arderea incompletă mecanic, este caracterizată prin faptul că gazele de ardere nu conțin particule mecanice combustibile (C).

Arderea incompletă chimic, este caracterizată prin faptul că gazele de ardere nu conțin gaze combustibile (de exemplu CO).

Prin ardere, energia chimică a combustibililor este eliberată sub formă de căldură, denumită și căldură de reacție. Pentru căldura de reacție se utilizează și denumirea de putere calorică (H) a combustibililor.

În funcție de valoarea căldurii de reacție degajate în procesul de ardere, poate să fie stabilită calitatea unui combustibil, iar aceasta reprezintă un criteriu de comparație a combistibililor.

Puterea calorică este căldura de reacție produsă în condițiile stării normale fizice (p0=1.013 bar; t=0°C).

Puterea calorică poate să fie definită mai simplu, ca fiind căldura dezvoltată prin arderea completă a unității de cantitate de combustibil.

Unitatea de măsură a puterii calorice, pentru combustibilii solizi și lichizi, este [kJ/kg], iar pentru combustibilii gazoși este [kJ/m3N].

Ținând seamă că în gazele de ardere există apă (H2O), provenită din oxidarea hidrogenului sau a hidrocarburilor (CmHn), pot să fie definite două tipuri de puteri calorice, în funcție de starea de agregare în care se regăsește apa, ca produs final al arderii.

Dacă apa rezultată în urma arderii, se regăsește în gazele de ardere sub formă de vapori, căldura latentă de vaporizare a apei (Qvap) este conținută în gazele de ardere.

Dacă apa rezultată în urma arderii, se regăsește ca produs de ardere sub formă lichidă, căldura căldura de vaporizare a apei (Qvap) este conținută în căldura de reacție.

Puterea calorică superioară (Hs), este căldura de reacție pentru cazul în care aceasta conține căldura căldura de vaporizare a apei (apa reprezintă un produs al arderii în stare lichidă, iar toate produsele arderii sunt obtinute în condițiile de temperatură și presiune corespunzătoare stării normale fizice – starea inițială a combustibilului și comburantului, înainte de arderea propriu-zisă).

Puterea calorică inferioară (Hi), este căldura de reacție pentru cazul în care aceasta nu conține căldura de vaporizare a apei, deoarece aceasta se regăsește în gazele de ardere (apa reprezintă un produs al arderii în stare de vapori, iar toate produsele arderii sunt obtinute în condițiile de temperatură și presiune corespunzătoare desfășurării arderii).

Între cele două tipuri de puteri calorice există relația evidentă

Pentru combustibili solizi și lichizi se poate scrie:

[kj/kgcb]

unde h și w sunt participațiile masice ale apei rezultate din arderea hidrogenului, respectiv apei conținute inițial de combustibilul solid, sau lichid.

Pentru combustibilii gazoși se poate scrie:

[kj/m3Ncb]

unde (cmhn), (h2) și (w) sunt participațiile volumice ale hidrocarburilor, hidrogenului și umidității combustibilului gazos.

Puterea calorică se poate determina experimental într-o instalație denumită bombă calorimetrică. Determinarea experimentală furnizează puterea calorică reală a combustibilului și constă în încălzirea unei cantități cunoscute de apă, între valori determinate experimental ale temperaturii inițiale și finale, cu ajutorul căldurii rezultate în urma arderii unei cantități cunoscute de combustibil.

Puterea calorică se poate determina prin calcul, cunoscând elementele combustibile, puterile calorice ale acestora și participațiile masice, respectiv volumice ale acestora.

Puterea calorică inferioară a combustibililor solizi și lichizi se calculează cu relația:

[kj/kg]

unde Hik este puterea calorică inferioară a elementului k, gk este participația masică a elementului k, iar n este numărul de elemente combustibile;

Puterea calorică inferioară a combustibililor gazoși se calculează cu relația:

[kJ/m3N]

unde rk este participația volumică a elementului k.

Relațiile de calcul ale puterii clorice sunt aproximative, deoarece că nu țin seama de faptul că o parte din aceasta este utilizată la ruperea legăturilor chimice.

Ca exemplu de calcul a puterii calorice inferioare pentru un combustibil solid sau lichid, poate fi prezentată relația:

Ca exemplu de calcul a puterii calorice inferioare pentru un combustibil gazos, poate fi prezentată relația:

O noțiune foarte des utilizată în analize tehnico-economice, este cea de combustibil convențional, desemnând combustibilul fictiv având puterea calorică inferioară:

Cantitatea de combustibil convențional (mcc), echivalentă cu o cantitate dată de combustibil solid sau lichid (mcb) având puterea calorică inferioară Hi, se poate determina din condiția :

:

Cantitatea de combustibil convențional (mcc), echivalentă cu un volum oarecare de combustibil gazos se poate calcula asemănător:

:[kgcc]

Astfel, de exemplu pentru 100 m3N de metan (CH4) cu puterea calorică Hi = 35583 kJ/m3N, cantitatea de echivalentă combustibil convențional este:

Noțiunea de combustibil convențional este utilizată mai ales în calcule economice, referitoare la combustibili sau la consumuri energetice echivalente.

Calculul procesului de ardere

Calculul procesului de ardere se efectează pe baza reacțiilor chimice de ardere a elementelor combustibile și are ca scop, pe lângă determinarea căldurii rezultate, pe de-o parte determinarea cantității de aer necesar desfășurării acestor reacții și pe de altă parte determinarea volumului de gaze rezultate în urma arderii. Cele două aspecte sunt foarte importante pentru că dacă nu se asigură o cantitate suficientă de oxigen, respectiv de aer, arderea va fi incompletă, iar dacă se introduce prea mult oxigen, deci aer, se diminuează temperatura de ardere, pentru că aerul în exces trebuie încălzit și în plus crește cantitatea de gaze de ardere rezultate. Cunoașterea cantității de gaze de ardere obținute este esențială pentru dimensionarea tubulaturii pentru evacuarea acestora, pentru dimensionarea coșului de fum și pentru dimensionarea sistemelor de recuperare a căldurii din gazele de ardere.

Ecuațiile arderii

Pentru fiecare element combustibil, trebuie scrisă ecuația procesului de oxidare (ardere):

Arderea carbonului:

Dacă arderea carbonului este incompletă se obține ca produs de ardere oxidul de carbon (CO):

Arderea hidrogenului în combustibilii solizi sau lichizi:

Arderea sulfului:

Arderea oxidului de carbon:

Arderea hidrogenului în combustibilii gazoși:

Arderea unei hidrocarburi:

[11]

Surse regenerabile de energie

Printr-o strategie de dezvoltare energetica a Romaniei se poate asigura cresterea sigurantei in alimentarea cu energie si limitarea importului de resurse energetice, in conditiile unei dezvoltari economice accelerate. Aceasta cerinta se poate realiza, pe de o parte, prin implementarea unei politici sustinute de conservare a energiei, cresterea efic ientei energetice care sa conduca la decuplarea ritmului de dezvoltare economic a de evolutia consumului de energie, concomitent cu cresterea gradului de valorificare a surselor regenerabile de energie.

Oportunitatea punerii in practic a unei strategii energetice pentru valorificarea potentialului surselor regenerabile de energie se inscrie in coordonatele dezvoltarii energetica a Romaniei pe termen lung si ofera cadrul adecvat pentru adoptarea unor decizii referitoare la alternativele energetice si inscrierea in acquis-ul comunitar in domeniu.

Valorificarea potentialului surselor regenerabile de energie confera premise reale de realizare a unor obiective strategice privind cresterea sigurantei in alimentarea cu energie prin diversificarea surselor si diminuarea ponderii importului de resurse energetice, respectiv, de dezvoltare durabila a sectorului energetic si protejarea mediului inconjurator.
Sursele regenerabile de energie pot contribui la satisfacerea nevoilor curente de incalzire in anumite zone (rurale) defavoriz ate (ex.: biomasa). Pentru valorificarea potentialului economic al surselor regenerabile de energie, in conditii concurentiale ale pietei de energie, este necesara adoptarea si punerea in practica a unor politici, instrumente si resurse specifice.
In conditiile concrete din Romania, in balanta energetica se iau in considerare urmatoarele tipuri de surse regenerabile de energie:
– energia solara – utilizata la producerea de caldura prin metode de conversie pasiv a sau activa sau la furnizarea de energie electrica prin sisteme fotovoltaice;
-energia eoliana – utilizata la producerea de energie electric a cu grupuri aerogeneratoare;
– hidroenergia – centrale hidroelectrice cu o putere instalata mai mica sau egala cu 10 MW ("hidroenergia mica"), respectiv centrale hidro cu o putere instalata mai mare de 10 MW ("hidroenergia mare");
-biomasa – provine din reziduuri de la exploatari forestiere si agricole, deseuri din prelucrarea lemnului si alte produse; biogazul este rezultatul fermentarii in regim anaerob a dejectiilor animaliere sau de la statiile de epurare orasenesti;
-energia geotermala – energia inmagazinata in depozite si zacaminte hidrogeotermale subterane, exploatabila cu tehnologii speciale de foraj si extractie.
In sectorul energetic din majoritatea statelor europene s-au produs transformari majore determinate de necesitatea cresterii sigurantei in alimentarea cu energie a consumatorilor, iar in cadrul acestei cerinte sursele regenerabile de energie ofera o solutie viabila, inclusiv aceea de protectie a mediului inconjurator.
Siguranta alimentarii cu energie a consumatorilor din statele membre ale Uniunii Europene este asigurata in mod obligatoriu prin luarea in considerare a importurilor, in conditiile liberalizarii pietei de energie si in conformitate cu nevoia stringenta de atenuare a impactului asupra mediului climatic planetar.
Obiectivul strategic propus in Cartea Alba pentru o Strategie Comunitara consta in dublarea, pana in anul 2010, a aportului surselor regenerabile de energie al tarilor membre ale Uniunii Europene, care trebuie sa creasca de la 6% la 12% din consumul total de resurse primare.
In Romania, ponderea surselor regenerabile de energie in consumul total de resurse primare, in anul 2010, urmeaza sa aiba un nivel de circa 11%, iar in anul 2015 de 11,2%.
Totodata, in Cartea Alba pentru o Strategie Comunitara si Planul de actiune " Energie pentru viitor: sursele regenerabile ", elaborata in anul 1997 in cadrul Uniunii Europene, este conturata strategia " Campaniei de demarare a investitiilor ".
In " Campania de demarare a investitiilor " se urmareste realizarea, pana in anul 2003, a unor

In Cartea Verde " Spre o strategie europeana pentru siguranta in alimentarea cu energie " se precizeaza ca sursele regenerabile de energie pot contribui efectiv la cresterea resurselor interne, ceea ce confera acestora o anumita prioritate in politica energetica.
Programul de actiune " Energie inteligenta pentru Europa " consta in promovarea implementarii strategiei inscrise in Cartea Verde. In cadrul acestei initiative, Programul "ALTENER" (cu un buget estimat de circa 86 milioane EURO) urmareste accelerarea procesului de valorificare a potentialului energetic al surselor regenerabile.
Obiectivul strategic privind aportul surselor regenerabile in consumul total de resurse energetice primare, care trebuie sa fie de 12%, in anul 2010.

Potential pentru furnizarea energiei

Utilizarea surselor de energie regenerabile SER au avantajul perenitatii lor si a impactului neglijabil asupra mediului ambiant, ele ne emitând gaze cu efect de sera. Chiar daca prin ardere biomasa elimina o cantitate de CO2, aceasta cantitatea este absorbita de aceasta pe durata cresterii sale, bilantul fiind nul. In acelasi timp aceste tehno logii nu produc deseuri periculoase, iar demontarea lor la sfârsitul vietii , spre deosebire de instalatiile nucleare, este relativ simpla.

A folosi orice tehnologie energetica si utilizarea SER prezinta unele inconveniente. Impactul instalatiilor eoliene asupra peisajului, riscul de contaminare a solului si al scaparilor de metan la gazeificare, perturbarea echilibrului ecologic de catre micro hidrocentrale sunt câteva dintre acestea. Cele mai discutate inconveniente sunt însa cele legate de suprafata de teren necesara si de intermitenta si disponibilitatea lor.

Este cunoscut faptul ca pentru producerea unei puteri de 8 MW în instalatii eoliene este necesara o suprafata de km2, însa din aceasta numai 1% este efectiv ocupata de instalatii, restul putând fi utili zata în continuare pentru agricultura. Si pentru producerea de energie fotovoltaica sunt necesare suprafete importante. Astfel pentru o putere de 1 kW si o energie anuala de 1000 kWh sunt necesari 10 m2, dar suprafata acoperiselor locuintelor ar permite instalarea câtorva mii de MW.

Intermitenta energiei solare si eoliene poate fi compensata prin instalatii de acumulare a energiei electrice sau termice sau prin producerea unor „vectori energetici „ intermediari, cum este hidrogenul obtinut prin electroliza . Pentru energia hidraulica stocarea e3ste mai facila prin crearea unor lacuri de acumulare, iar pentru biomasa aceasta poate fi stocata atât înaintea recoltarii cât si dupa aceasta în depozite sau sub forma de biocarburanti.

Utilizarea SER a cunoscut un prim avânt dupa crizele petroliere din 1973 si 1980, dar a cunoscut o stagnare de circa 12 ani dupa contra socul petrolier din 1986. Abia dupa încheierea protocolului de la Kyoto din 1998, tarile dezvoltate au început sa-si propuna programe extrem de ambitioase. Astfel la Samitul de la Johannesburg tarile Uniunii Europene si-au propus o crestere anuala de 1% pentru ponderea SER în balanta energetica pâna în anul 2010 Si o crestere a ponderii biocarburantilor pâna la 5,75 % în acelasi an.

Aceste obiective nu pot fi atinse fara dezvoltarea cercetarii si colaborarii internationale în doua directii principale:

Reducerea costurilor (eolian în largul marilor, fotovoltaic) si a fezabilitatii industriale (geotermia de mare adâncime , biocarburanti de sinteza.

Stocajul energiei electrice ( centrale de pompare acumulare, producere de hidrogen) si termice (acumulatoare la temperatura înalta) precum si ameliorarea prognozei pentru aceste energii si multiplicarea numarului de unitati distribuite în teritoriu pentru echilibrarea sistemului electroenergetic. In paralel cu acestea sunt posibile sisteme de gestiune a cererii, de exemplul la nivelul „imobilelor inteligente”, care produc, stocheaza si utilizeaza energia.

Figura 2.5 Potentialul de energie al Romaniei, înpărțit pe zone

I. Delta Dunarii (energie solara)

II. Dobrogea (energie solara, energie eoliana)

III. Moldova (campie si platou: micro-hidro, energie eoliana, biomasa)

IV. Carpatii (VI1 – Carpatii de Est; IV2 – Carpatii de Sud; IV3 – Carpatii de Vest, potential ridicat in biomasa, microhidro)

V. Platoul Transilvaniei (potential ridicat pentru micro-hidro)

VI. Campia de Vest (potential ridicat pentru energie geotermica)

VII: Subcarpatii (VII1 – Subcarpatii getici; VII2 – Subcarpatii de curbura; VII3 – Subcarpatii Moldovei: potential

ridicat pentru biomasa, micro-hidro)

VIII. Campia de Sud (biomasa, energie geotermica, energie solara).

Din pacate acest potential este utilizat în extrem de mica masura , cu exceptia energiei hidraulice si a biomasei ( lemn de foc), acesta din urma fiind arsa în majoritatea cazurilor în instalatii neperformante energetic.

Energia eoliana

O prima resursa energetica ce poate fi luata in discutie este cea eoliana, adica folosirea vântului, care este deja reprezentata printr-o tehnica de rutina, constituita de morile de vânt si o tehnica de vârf constituita de sistemele puse la dispozitie de noua tehnologie care ne permite sa realizam minicentrale eoliene de 1-10 MW. Aceste sisteme pot fi construite in numar mare. De paretea acestui tip de energie, omenirea, nu spera sa aiba in anul 2000 mai mult din totalul energiei produse.

Este una din cele mai vechi surse de energie nepoluanta, o sursã de energie reînnoibila generata din puterea vântului.Vântul este rezultatul activitatii energetice a soarelui si se formeaza datorita încalzirii neuniforme a suprafetei Pamântului. Fiecare ora pamântul primeste 1014 kWh de energie solara Circa 1-2% din energia solara se transforma în energie eoliana.
Energia cinetica în vânt poate fi folosita sa intoarca turbine, care sunt capabile de a genera electricitate. Unele turbine sunt capabile de a produce 5 MW de energie, desi aceste necesita o viteza de vânt de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 kilometri pe ora. Putine zone pe pamânt au aceste viteze de vânt, desi vânturi mai puternice se pot gasi la altitudine mai mare si în zone oceanice.

Energie eolianã este folosita destul de extensiv în ziua de astazi, si turbine noi de vânt se construiesc în toata lumea, energie eoliana fiind sursa de energie cu cea mai rapida crestere în ultimii ani. Capacitatea totala mondiala a turbinelor de vânt este 47.317 MW. Majoritatea turbinelor produc energie 25% din timp, acest numar crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

Se crede ca potentialul tehnic mondial a energiei eoliene poate sa asigure de cinci ori mai multa energie decât este consumata acum. Acest nivel de utilizare a acestei surse ar necesita 12,7% din suprafata Pamântului (excluzând oceanele) sa fie acoperita de parcuri de turbine, însemnând ca terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru patrat.

Situatia pe tara – ne aflam destul de departe de U.E. în domeniul energiei curate.  În Europa exista

34 000 MW instalati în turbine eoliene, care produc aproximativ 70 TWh, în timp ce în România sunt în funcþiune 900 kW

De asemenea, în ceea ce priveste energia eoliana, doar parcul industrial de la Ploiesti beneficiaza de energie electrica furnizata de turbina eoliana cu putere de 660 kW amplasata în apropiere.

Locatia aleasa pentru montarea primei centrale eoliene din Romania a fost Parcul Industrial Ploiesti, zona identificata de meteorologi drept prielnica pentru o asemenea investitie. Pentru ca centrala sa poata functiona este nevoie ca ea sa fie amplasata intr-o zona unde bate vantul constant. Viteza minima a vantului care determina punerea in miscare a centralei este de 3,5 metri/secunda. In zona parcului industrial viteza medie a vantului calculata de meteorologi este de sapte metri/secunda. Aceasta viteza medie asigura functionarea centralei la 85-90% din capacitate. Daca viteza vantului depaseste 25 metri/secunda, centrala se opreste automat pentru a nu fi dereglata de furtuni sau alte fenomene meteorologice. Centrala eoliana are o putere instalata de 660 kW si produce uncurent electric de 690 V, care intra in sistemul national la 20 kV. Este de tip V66 Vestas si a fost proiectata de firma Asja Ambiente din Italia. Instalatia va fi legata la sistemului energetic al parcului, care asigura iluminatul public si necesarul de energie electrica pentru firmele din parc.

Conducerea Parcului are in plan instalarea a inca doua centrale eoliene asemanatoare. Prima, care le precede pe cele doua, este de putere medie si se preteaza cel mai bine pentru harta vanturilor din acea zona. In proiect se mai afla montarea a 10 centrale pe Valea Doftanei, care vor asigura energia electrica pentru populatie. Costurile cu producerea energiei electrice cu ajutorul centralelor eoliene sunt situate la 75% din costurile necesare pentru producerea de curent electric prin metodele conventionale. Intretinerea instalatiilor nu costa prea mult (in jur de 4.500 euro), iar consumabilele trebuie schimbate o data la doi ani. Pana in 2012 se intentioneaza ca 8% din energia produsa in tara sa fie asigurata prin sistemele neconventionale. Procentul este mult mai mare in tari ca Germania – 22% – si Danemarca – 31%."

Energia geotermala

Potențialul caloric geotermic mondial este estimat la cca. 1013 tone echivalent carbun, dar el contribuie cu numai 0,05% la consumul mondial de energie. Temperatura solului crește cu 3o C la fiecare suta de metri in adâncime, astfel incât la o mie de metri adâncime am avea 30o C. Ne putem imagina centrale geotermice in care apa pompata de la adâncimi de cca. 2000 m (in zonele mai calde) sa ne livreze vaporii (la cca. 300o C) necesari unor centrale de puteri mai mari de 1000 MW.

Energia geotermală e o categorie particulară a energiei termice pe care o contine scoarta terestra. Cu cat se coboara mai adanc in interiorul scoartei terestre, temperatura creste si teoretic energia geotermala poate fi utilizata tot mai eficient.

Este interesant de remarcat ca 99% din interiorul Pamantului se gaseste la o temperatura de peste 1000°C, iar restul de 1% se gaseste la o temperatura de peste 100°C. Aceste elemente sugereaza ca interiorul Pamntului reprezinta o sursa regenerabila de energie care merita toata atentia si care trebuie exploatata intr-o masura cat mai mare.
Energia geotermala este utilizata la scara comerciala, incepand din jurul anilor 1920, cand a inceput sa fie utilizata in special caldura apelor geotermale, sau cea provenita din gheizere pentru incalzirea locuintelor sau a unor spatii comerciale. Din punct de vedere al potentialului termic, energia geotermala poate avea potential termic ridicat sau scazut. Energia geotermala cu potential termic ridicat este caracterizata prin nivelul ridicat al temperaturilor la care este disponibila si poate fi transformata direct in energie electrica sau termica.

Energia electrica se obtine in prezent din energie geotermala, in centrale avand puteri electrice de 20 până la 50MW, care sunt instalate in tari ca: Filipine, Kenia, Rica, Islanda, SUA, Rusia. Energia geotermala de potential termic scazut este caracterizata prin nivelul relativ scazut al temperaturilor la care este disponibila si poate fi utilizata numai pentru incalzire, fiind imposibila conversia acesteia in energie electrica.
Energia geotermala de acest tip este disponibila chiar la suprafata scoartei terestre fiind mult mai usor de exploatat decat energia geotermala cu potential termic ridicat, ceea ce reprezinta un avantaj.

Exploatarea energiei geotermale cu potential termic scazut necesita echipamente speciale concepute pentru ridicarea temperaturii pana la un nivel care sa permita incalzirea si/sau prepararea apei calde, ceea ce reprezinta un dezavantaj fata de enrgia geotermala cu potential termic ridicat.

Echipamentele mentionate poarta denumirea de pompe de caldura si au acelasi principiu de functionare ca al masinilor frigorifice, functionand cu energie electrica.
In fiecare zi planeta noastra absoarbe energie solara pe care o inmagazineaza sub forma de calorii in sol. Aceasta rezerva gratuita este reaprovizionata in permanenta, deci inepuizabila.

Captarea acestei energii termice si transformarea ei pentru utilizarea in incalzirea spatiilor interioare este posibila gratie unui generator termodinamic: pompa de caldura geotermica. Acest echipament prezinta performante foarte interesante deoarece pe timp de iarna pentru 1KWh de energie electrica consumata, pompa de caldura restituie intre 3 si 5 KWh de caldura in interiorul casei. O buna parte a energiei de incalzire este astfel asigurata de o energie gratuita, regenerabila si nepoluanta, preluata din terenul adiacent casei. Vara datorita reversibilitatii ciclului de functionare, acelasi echipament va extrage caldura din interior si o va injecta in sol.

Pompele de caldura se utilizeaza in conditii ideale pentru case foarte bine izolate termic, cu o suprafata de teren adiacenta.
Captarea caldurii geotermice pote fi facuta utilizand diferite metode, existand doua mari categorii de captori: orizontali si verticali (sonde geotermice).
Astfel cu ajutorul Pompei de Caldura Geotermice, 1kw electric consumat pentru alimentarea compresorului este multiplicat si valorizat sub forma a 3 pana la 5 kw de caldura utila redata in casa prin intermediul instalatiei de incalzire. Captorii Orizontali ai sistemului de incalzire (montati in terenul adiacent casei) au nevoie de o suprafata minima necesara, aria de captare fiind in relatie proportionala cu suprafata interioara de incalzit.
Odata captorii instalati, se astupa sapatura si circuitul de captare devine invizibil. Suprafata de teren de peste captori trebuie sa ramana libera de constructii, permeabila la apa de ploaie, zapada, razele soarelui si vant pentru regenerarea termica naturala a solului (nu se va pava cu dale de ciment sau asfalta). Buclele captoare, odata ingropate au o durabilitate de zeci de ani fara absolut nicio interventie ulterioara. Suprafata minima de teren adiacent constructiei pentru captarea caldurii geotermice este cuprinsa intre 100-180% din suprafata interioara de incalzit, in functie de puterea termica necesara pentru incalzire.
Captarea verticala din panza freatica este facuta cu foraje de puturi de captare. Aceasta solutie presupune existenta unui debit de apa freatica minim suficient (si constant) de-a lungul anului, in special in perioada rece. Caldura este prelevata din apa freatica prezenta in sol, de obicei la o adancime de 10-20 m, acolo unde temperatura apei este constanta de-a lungul intregului an. Captarea din apa freatica presupune in prealabil un studiu preliminar de duritate a apei freatice din zona respectiva (in cazul unei circulatii in «bucla deschisa»). O alta tehnica utilizata este imersarea in puturile de captare a sondelor geotermice “in bucla inchisa”. Captarea verticala din panza de apa freatica presupune utilizarea unei Pompe de Caldura “apa-apa” Termeo. Instalatia interioara poate fi prin pardoseala, cu radiatoare, ventiloconvectoare sau orice alt sistem ce foloseste apa ca agent de incalzire.

Biomasa

Prin fotosinteza, invelisul vegetal al plantei produce o biomasa care corespunde unei energi apreciate la cca Fiind regenerabila, energia biomasei este (teoretic) inepuizabila, cu conditia ca omul sa nu grabeasca procesele de desertificare ale planetei. Din biomasa se pot optine combustibili (alcool, gaz metan, etc.), putându-se folosi ca biomasa deseuri de lemn, trestie de zahar, deseuri de cereale, etc. Pentru a putea vorbi insa practic de biomasa ar trebui cultivate plante la care productia la hectar sa fie enorma (de ordinul 30-40 tone) iar continutul caloric sa fie de ordinul 4-5000 kcal/kg.

Astăzi, cercetările se concentrează pe conversia biomasei în alcool, care ar putea servi drept carburant pentru suplimentarea și chiar înlocuirea benzinei și a motorinei. Alte forme lichide de energie obținute din biomasă ar fi uleiurile vegetale.

Metanolul produs prin distilarea lemnului și a deșeurilor forestiere este considerat un carburant alternativ pentru transport și industrie, la prețuri care ar putea concura cu cele ale combustibililor obținuți din bitum și din lichefierea carbonului.

Etanolul ar fi un combustibil mai ieftin, dar problema mare este că utilizează resurse alimentare, cum sunt porumbul sau grâul. Dacă însă etanolul s-ar obține exclusiv din deșeuri alimentare sau agricole, deși costurile sale de producție ar fi mai mari, efortul s-ar justifica pentru că se reciclează deșeurile.

La alcooli se adaugă și biogazul, respectiv forma gazoasă a biomasei. Acest gaz cu o putere calorică destul de slabă, conținând în principal metan, se obține din materii organice, precum apele uzate sau bălegarul. Lemnul este principala sursă bio

Există o largă varietate de surse de biomasă, printre care se numără copacii cu viteză mare de dezvoltare (plopul, salcia, eucaliptul), trestia de zahăr, rapița, plantele erbacee cu rapiditate de creștere și diverse reziduuri cum sunt lemnul provenit din toaletarea copacilor și din construcții, paiele și tulpinele cerealelor, deșeurile rezultate după prelucrarea lemnului, deșeurile de hârtie și uleiurile vegetale uzate.

Principala resursă de biomasă o reprezintă însă lemnul.
Energia asociată biomasei forestiere ar putea să fie foarte profitabilă noilor industrii, pentru că toată materia celulozică abandonată astăzi (crengi, scoarță de copac, trunchiuri, bușteni) va fi transformată în produse energetice. Utilizarea biomasei forestiere în scopuri energetice duce la producerea de combustibili solizi sau lichizi care ar putea înlocui o bună parte din consumul actual de petrol, odată ce tehnologiile de conversie energetică se vor dovedi rentabile.

De asemenea, terenurile puțin fertile, improprii culturilor agricole, vor fi folosite pentru culturi forestiere intensive, cu perioade de tăiere o dată la 10 ani. Pe de altă parte, biomasa agricolă (bălegarul, reziduurile celulozice ale recoltelor, reziduurile de fructe și legume și apele reziduale din industria alimentară) poate produce etanol sau biogaz.

Spre deosebire de biomasa forestieră, care este disponibilă pe toată perioada anului, biomasa agricolă nu este, de obicei, disponibilă decât o dată pe an. Biogazul provenind din bălegar poate încălzi locuințele; purificat și comprimat, el poate alimenta mașinile agricole. Utilizarea deșeurilor animale sau ale industriei alimentare poate diminua poluarea, minimizând problemele eliminării gunoaielor și furnizarea de energie.

Energia nucleara

Dintre toate soluțiile enumerate, soluția primordială pentru următorul secol va fi (probabil), energetica nucleară. Fizicienii au descoperit si au pus la dispoziția umanității două categorii de fenomene cu ajutorul cărora se pot obține energie. Este vorba în primul rând de fisiunea nucleara iar in al doilea rând de fuziunea nucleară.Energetica nucleară este o energetică curată pentru ca ea nu produce poluarea pe care o datorăm altor tipuri de energetică, în special celei bazate pe carbune, petrol sau gaze, care produc c-am de o mie de ori mai multă poluare decât o centrală nuclearoelectrică.

Fisiunea nucleara

In procesul de fisiune, nucleul, format din protoni si neutroni, capteaza un neutron, nucleul devenind instabil fisioneaza, adica se rupe in mai multe fragmente, cu degajarea unei mari cantitati de energie, energia furnizata de reactorii nucleari. Pâna in prezent cunoastem doar doua nuclee fisionabile care pot fi folosite drept combustibil nuclear: uraniul-235 (se gaseste in natura) si plutoniul-239 (nu se gaseste in natura). In urma fisiunii, nucleul se sparge in doua fragmente de fisiune, 2-3 neutroni si radiatii ( si ). Daca neutronii rezultati din fisiune lovesc noi nuclee de uraniu, acestea fisioneaza la rândul lor, producându-se fenomenul pe care il numin ,,reactie in lant". Pentru ca procesul sa se automentina trebuie ca numarul neutronilor rezultati din noile acte de fisiune sa fie sa intreacă numarul neutronilor initiali. Cum neutronii care produc cu o mai mare probabilitate acte de fisiune sunt neutronii lenti, iar fisiunea uraniului rezulta neutroni rapizi, trebuie ca neutronii rapizi rezultati din fisiune sa fie incetiniti (sau ,,moderati"), proces care se realizeaza prin trcerea neutronilor printr-un mediu care contine hidrogen sau carbon, dupa care neutronii, deveniti lenti, pot produce noi acte de fisiune, in urma carora se produc din nou 2-3 neutroni, care sunt la rândul lor incetiniti, apoi captati in nuclee de uraniu unde provoaca noi acte de fisiune si procesul se tot repeta.

Energia obtinuta prin procesul de fisiune este de peste 2 sute de megaelectronivolti (1 MeV= =1,6ˇ10 -13 J). Cum intr-un reactor nuclear se produc miliarde de miliarde de asemenea acte de fisiune in fiecare zi (sau chiar in fiecare ceas), rezulta ca putem, in final, sa obtinem o mare cantitate de energie, asa cum obtinem in centralele nuclearo-electrice.

Pe linia construirea de centrale nuclearoelectrice s-a ajuns sa se construiasca reactori nucleari care sa functioneze numai cu uraniu natural si apa gra. Aceasta filiera (adoptata si de România pentru centrala nucleara de la Cernavoda) ne conduce si din punct de vedere industrial si tehnologic la conditiile si solutiile cele mai avantajoase, intrucât evita costisitoarea si complicata separare a izotopilor uraniului. Aceasta filiera nu asigura totusi, in momentul de fata decât 10% din energia nucleara furnizata omenirii.

Prin fuziunea nucleara (fenomenul opus fisiunii) nucleele usoare se unesc, producându-se nucee compuse, mai grele si energie. Astfel prin unirea (fuziunea) a doua nuclee de hidrogen se obtine deuteriu si energie; prin unirea a doi deutroni se obtine un neutron, un izotop al heliului si energie etc.

In natura reactiile nucleare cele mai obisnuite sunt cele de fuziune. Aceste reactii au loc in stele, protonii (materia prima) alcatuind peste 70% din materia constitutiva a universului. Prin asemenea procese de fuziune se nasc (in stele) nucleele mai grele, pornind de la protoni. Primul proces de acest tip a fost descoperit de Hans Bethe (ciclul carbon-azot oxigen) in urma caruia, atomii de carbon jucând rolul de catalizator, din 4 nuclee de hidrogen usor se produce un atom al heliului.

Conditiile si in primul rând temperatura corpurilor ceresti nu au putut fi realizate inca in laboratoare. Pe lânga temperaturile de sute de milioane de grade, ar fi necesar ca materia care fuzioneaza sa o izolam de peretii camerei, altfel s-ar evapora instantaneu. In momentul in care energetica bazata pe fuziune va intra in exploatare, problema energetica a omenirii va fi rezolvata pentru foarte multa vreme, intrucât combustibilul folosit este hidrogenul, si Pamântul are suficienta apa.[12]

Politici mondiale de utilizare a surselor regenerabile de energie

Politica de certificate verzi

Certificatul verde este un titlu ce atesta producerea din surse regenerabile a unei cantitati de energie electrica. Este tranzactionat intre producatorii si furnizorii de energie electrica si este facturat consumatorilor de energie electrica. Prin intermediul certificatelor verzi si prin asigurarea cadrului legal de comercializare a acestora, sunt sprijiniti investitorii in energie verde (regenerabila).Sursele regenerabile de energie sunt: eoliana, solara, aerotermala, geotermala, hidrotermala, hidraulica (in centrale cu putere de cel mult 10MW), biomasa, gaz de fermentare a deseurilor si a namolurilor din instalatii de epurare a apelor uzate si biogaz.[13]

Sistemul de promovare prin certificate verzi incearca sa reduca importurile de resurse primare de energie, stimularea dezvoltarii durabile locale si regionale si crearea de noi locuri de munca, reducerea poluarii mediului prin diminuarea producerii de emisii poluante si gaze cu efect de sera. Companiile care furnizeaza energie electrica sunt obligate sa achizitioneze certificatele verzi deoarece trebuie sa aiba o anumita cota de energie regenerabila din energia livrata consumatorilor. Conform legii, este obligatorie separarea facturarii certiicatelor verzi de preturile energiei electrice. Valoarea certificatelor verzi depinde de cota anuala realizata si de preturile tranzactionarii acestora. [14]

Certificatele verzi reprezintă valoarea de mediu pentru energia regenerabilă generată. Certificatele pot fi comercializate separat de energia produsă. Mai multe țări folosesc certificate verzi ca un mijloc de a face sprijinul producției de energie electrică verde aproape de o economie de piață în loc de mai mult sprijin pentru investiții birocratic și feed-tarifelor. Astfel de sisteme de tranzacționare naționale sunt în uz în exemplu Polonia, Suedia, Marea Britanie, Italia, Belgia (Valonia și Flandra), iar unele state americane.

Odată ajuns în rețea, energia regenerabilă este imposibil să se despartă de energia generată convențional. Acest lucru face de cumpărare a unui certificat verde egală cu achiziționarea unui cerere, pe care proprietarul certificatului consumate de energie din surse regenerabile partea întregii energiei în rețea. Prin urmare, achiziția certificat nu afectează cât de multă energie regenerabilă a fost de fapt generată – doar modul în care a fost distribuit.[15]

Spre deosebire de CO 2 e -Reducerea certificate, de exemplu, de AAU -uri sau REC în cadrul acestui CCONUSC , care pot fi schimbate în întreaga lume, de Certificate Verzi nu pot fi schimbate / comercializate între exemplu Belgia și Italia, să nu mai vorbim SUA și statele membre ale UE . [16]

Tipuri de surse energetice

Surse de energie

naturala(surse de energie primara)

artificiale(surse de energie secundara)

Dupa durata de expluatare si posibilitatile de refacere sursele naturale pot fii:

epuizabile(combustibili fosili,nucleari)

inepuizabile(energie solara,energie eoliana si energie hidraulica)

Sursele epuizabile

neregenerabile(carbuni)

regenerabile(lemnul)

Dupa vechimea utilizari lor de catre oameni sursele de energie se clasifica in:

conventionale(traditionale)

neconventionale(cele care au aparut in ultimul timp)

Sursele de energie primara si Sursele de energie secundara=-

Surse de energie primara:

energia imagazinata in combustibili fosili sub forma de energie chimica combustibili pot fi naturali exemplu lemnul,carbuni fosili,si artificiali carbune de lemn

energia nucleara continuta in combustimili nucleari

energie solara care se refera la transferul energie luminoase radiate de soare

energia geotermica reprezinta energia termica a unor ape subterane

energia eoliana

energia hidraulica

energia mareamatrica este datorita fluxului si refluxului marin

resurse alternative:hidrogenul,biomasa,metamolul

Sursele de energie secundara se intalnesc in natura ca si cele primare.

Exemplu:caldura marilor energia electrica a fulderului etc.

energie electrica

energie termica

energie mecenica

energie luminoasa

Tabel 2.3.2.1. Surse și resurse energetice [17]

Energie solară

Soarele trimite catre pamânt un flux de energie care corespunde unei puteri de 170 miliarde MW. Daca s-ar captura numai 0,1% din aceasta energie pentru o populatie de cca. 6 miliarde de oameni (anul 2000), ar reveni fiecarui locuitor o ptere de 30 kW, cu o durata de 4-5 ore zilnic, s-ar putea produce cca. 50.000 kWh pentru fiecare locuitor (fata de cca. 3.000 kWh produsi in prezent). Din pacate energia solara prezinta o serie de dezavantaje: concentratia de energie solara este mica, iar captarea ei se face greu, cu cheltuieli mari si este distribuita neregulat in timp si pe suprafata planetei.

O cantitate imensa de energie solara ajunge la suprafata pamantului in fiecare zi. Aceasta energie poate fi captata, si folosita sub forma de caldura in aplicatii termo-solare, sau poate fi transformata direct in electricitate cu ajutorul celulelor fotovoltaice(CF) . Pentru a intelege cum CF si sistemele termo-solare capteaza energia solara, este important sa intelegem cum aceasta isi urmeaza cursul de la soare spre Pamant si cum acest flux se schimba periodic. Cum produce soarele energie Soarele este o sfera cu diametrul de aproximativ 1.4 milioane de km, formata din gaze cu temperaturi foarte mari(temperatura interiora a soarelui este de aproximativ 15 milioane de grade Kelvin). Aceasta temperatura imensa, combinata cu o presiune de 70 miliarde de ori mai mare decat aceea a atmosferei Pamantului creeaza conditiile ideale pentru reactiile de fuziune. Reactia de fuziune Reactiile de fuziune din soare au loc intre atomi de hidrogen, care se combina si formeaza atomi de helium. In urma acestui proces se degaja energie sub forma unor radiatii cu energie mare, mai cu seama raze gamma. In timp ce aceaste radiatii migreaza din centrul spre exteriorul sferei solare, ele reactioneaza cu diferite elemente din interiorul soarelui si se transforma in radiatii cu energie mica. Soarele a produs in acest fel energie timp de aproximativ 5 miliarde de ani, si va continua sa faca la fel pentru inca 4-5 miliarde. Pamantul se roteste in jurul soarelui la o distanta de aproximativ 150 milioane de km. Radiatiile se extind la viteza de 300.000 de km pe sec, viteza luminii. Timpul necesar pentru a ajunge pe Pamant este de aproximativ 8 min.

Energia solară este energia radiantă produsă în soare ca rezultat al reacțiilor de fuziune nucleara. Ea este transmisa pe pamânt prin spațiu în cuante de energie numite fotoni, care interacționează cu atmosfera și suprafața pamântului. Intensitatea radiației solare la marginea exterioară a atmosferei, când pământul se află la distanța medie de soare, este numită constantă solară, a carei valoare este de 1,37*106 ergs/sec/cm2 sau aproximativ 2 cal/min/cm2. Cu toate acestea, intensitatea nu este constanta; ea variaza cu aproximativ 0,2 procente în 30 de ani. Intensitatea energiei solare la suprafata Pamântului este mai mica decât constanta solara, datorita absorbtiei si difractiei energiei solare, când fotonii interactioneaza cu atmosfera.
Intensitatea energiei solare în orice punct de pe Pamânt depinde într-un mod complicat, dar previzibil, de ziua anului, de ora, de latitudinea punctului. Chiar mai mult, cantitatea de energie solara care poate fi absorbita depinde de orientarea obiectului ce o absoarbe.

Absorbtia naturala a energiei solare are loc în atmosfera, în oceane si în plante. Interactiunea dintre energia solara, oceane si atmosfera, de exemplu, produce vânt, care de secole a fost folosit pentru morile de vânt. Utilizarile moderne ale energiei eoliene presupun masini puternice, usoare, cu design aerodinamic, rezistente la orice conditii meteo, care atasate la generatoare produc electricitate pentru uz local, specializat sau ca parte a unei retele de distributie locala sau regionala.
Aproximativ 30% din energia solara care ajunge la marginea atmosferei este consumata în circuitul hidrologic, care produce ploi si energia potentiala a apei din izvoarele de munte si râuri. Puterea produsa de aceste ape curgatoare când trec prin turbinele moderne este numita energie hidroelectrica. Prin procesul de fotosinteza, energia solara contribuie la cresterea biomasei, care poate fi folosita drept combustibil incluzând lemnul si combustibilele fosile ce s-au format din plantele de mult disparute. Combustibili ca alcoolul sau metanul pot fi, de asemenea, extrase din biomasa.

De asemenea, oceanele reprezinta o forma naturala de absorbtie a energiei. Ca rezultat al absorbtiei energiei solare în oceane si curenti oceanici, temperatura variaza cu câteva grade. În anumite locuri, aceste variatii verticale se apropie de 20°C pe o distanta de câteva sute de metri. Când mase mari de apa au temperaturi diferite, principiile termodinamice prevad ca un circuit de generare a energiei poate fi creat prin luarea de energie de la masa cu temperatura mai mare si transferând o cantitate mai mica de energie celei cu temperatura mai mica. Diferenta între aceste doua energii calorice se manifesta ca energie mecanica, putând fi legata la un generator pentru a produce electricitate.

Captarea directa a energiei solare presupune mijloace artificiale, numite colectori solari, care sunt proiectate sa capteze energia, uneori prin focalizarea directa a razelor solare. Energia, odata captata, este folosita în procese termice, fotoelectrice sau fotovoltaice. În procesele termice, energia solara este folosita pentru a încalzi un gaz sau un lichid, care apoi este înmagazinat sau distribuit. În procesele fotovoltaice, energia solară este transformată direct în energie electrică, fără a folosi dispozitive mecanice intermediare. În procesele fotoelectrice, sunt folosite oglinzile sau lentilele care captează razele solare într-un receptor, unde caldura solară este transferată într-un fluid care pune în funcțiune un sistem de conversie a energiei electrice convenționale.
În continuare vom prezenta câteva dintre aceste dispozitive de captare a energiei solare:

Panourile solare

Fluidul colector care trece prin canalele panoului solar are temperatura crescuta datorita transferului de caldura. Energia transferata fluidului purtator este numita eficienta colectoare instantanee. Panourile solare au în general una sau mai multe straturi transparente pentru a minimaliza pierderile de caldura si pentru a putea obtine o eficienta cât mai mare. În general, sunt capabile sa încalzeasca lichidul colector pâna la 82°C cu un randament cuprins între 40 si 80%.
Aceste panouri solare au fost folosite eficient pentru încalzirea apei si a locuintelor. Acestea înlocuiesc acoperisurile locuintelor. În emisfera nordica, ele sunt orientate spre sud, în timp ce în emisfera sudica sunt orientate spre nord. Unghiul optim la care sunt montate panourile depinde de latitudinea la care se gaseste instalatia respectiva. În general, pentru dispozitivele folosite tot anul, panourile sunt înclinate la un unghi egal cu latitudinea la care se aduna sau se scad 15° si sunt orientate spre sud respectiv nord.
În plus, panourile solare folosite la încalzirea apei sau a locuintelor prezinta pompe, senzori de temperatura, controllere automate care activeaza pompele si dispozitivul de stocare a energiei. Aerul sau chiar un lichid pot fi utilizate ca fluide în sistemul de încalzire solara si un acumulator sau un rezervor cu apa, bine izolate, sunt folosite de obicei ca medii de stocare a caldurii. În anexa 1 este prezentata schema simplificata a unei locuinte care foloseste pentru încalzire sau racire astfel de panouri solare.

Captatoare de energie

Pentru aplicatii cum sunt aerul conditionat, centrale de energie si numeroase cereri de caldura, panourile solare nu pot furniza fluide colectoare la temperaturi suficient de mari pentru a fi eficiente. Ele pot fi folosite ca dispozitive de încalzire în prima faza, dupa care temperatura fluidului este apoi crescuta prin mijloace conventionale de încalzire. Alternativ, pot fi folosite colectoare mai complexe si mai scumpe. Acestea sunt dispozitivele care reflecta si focalizeaza razele solare incidente într-o zona mica de captare. Ca rezultat al acestei concentrari, intensitatea energiei solare este marita si temperatura care poate fi atinsa poate ajunge la câteva sute sau chiar câteva mi de grade Celsius. Aceasta captatoare trebuie sa se miste dupa cum se misca soarele, pentru a functiona eficient si dispozitivele utilizate se numesc heliostate.[18]

Sisteme de încălzirea prin utilizarea energiilor regenerabile

Creșterea cererii de energie, combinata cu factori geopolitici, in special situația din Orientul Mijlociu, au determinat în prima decadă a secolului XXI creșterea prețului țițeiului care a indus si creșteri ale prețurilor gazelor naturale. Un alt factor care a determinat creșterea prețului la produse petroliere pe plan mondial a fost lipsa capacităților de rafinare, problema care necesita identificarea unor soluții pe termen mediu si lung. La toate acestea s-a adăugat si tendința manifestată de unele state, de suplimentare a stocurilor pentru a face fata situațiilor de criză. Elementele de mai sus stau la baza reorientării politicilor energetice ale țărilor care sunt net importatoare de energie, in sensul creșterii atenției acordate resurselor regenerabile de energie si îmbunătățirii eficientei energetice. Totodată, se reevaluează oportunitatea închiderii unor centrale nucleare într-o serie de țări care și-au propus încetarea producerii de energie electrică în astfel de centrale.

Un sistem solar funcționează pe baza energiei termice care rezultă din absorbția energiei radiației solare. Randamentul centralelor solare termice, în funcție de modalitatea lor de construcție pot să atingă un randament ridicat la costuri mai reduse, decât instalațiile pe bază de panouri solare fotovoltaice. Întreținerea centralei solare are costuri mai ridicate și se realizează doar pentru puteri care depășesc un anumit prag. Un factor important este și poziționarea geofrafică, deoarece sunt exploatate economic numai în zone cu multe zile însorite în decursul unui an.

Pentru ca să putem utiliza energia care rezultă din radiația solară în scopul producerii energiei electrice, sunt mai multe metode. Tehnologiile se împart în două mari categorii pentru utilizarea energiei radiației și anume concentrate într-un spațiu restrâns sau fără concentrație.

Centrale solare termice cu concentrarea radiației solare directe pentru a concentra razele solare pe suprafața abosbantă, folosesc oglinzi concave.În funcție de poziția soarelui, oglinda sau suprafața absorbantă iși vor modifica orientarea

Există mai multe tipuri de centrale cum ar fi: centrale solare cu câmpuri de colectare, central solare cu jgheaburi carabolice, central cu turn solar, central cuoglinzi parabolice și instalații solare de tip Fresnel.

Centralele solare termice fără concentrația radiației solare nu au la dispoziție reflectoare orientate, dar utilizează întreaga energie conținută, atît cea direct cat și cea difuzată, în radiația solară Rolul colectorului și stratului absorbit la centralele cu iaz solar și este preluat de straturile de apă sărată cu diferite concentrații pe când la centralele termice solare acest rol revine unui acoperiș de dimensiuni mari ce produce efectul de seră

Câteva exemple de asemenea centrale sunt: centralele cu iaz solar, centralele termice solare cu vânt ascensional, centralele termice solare cu vânt descendent.

[19]

Fig.2.6 Sistem cu circulație forțată pentru aport la încălzirea locuinței și ACM. schema Incalzire solara dispunere fatada

Energia geotermală reprezintă caldura continută în rocile și fluidele subterane.Acest tip de energie se poate folosi în diverse scopuri cum ar fi în scopuri industrial, încălzirea locuințelor, dar și pentru producerea de electricitate respectiv este nepoluantă și regenerabilă.

Rezervoarele geotermale, care se gasesc la cativa kilometri în adancul scoarței terestre, pot fi folosite pentru încalzire directă, aplicatii ce poarta numele de utilizare directă a energiei geotermale. Oamenii au folosit izvoarele calde înca de acum cateva mii de ani, pentru furnizarea apei pentru nevoile caznice. Astazi, apa izvoarelor este captată si utilizată în stațiunile balneare.În sistemele moderne, se construiesc fântani în rezervoarele geotermale și se obține un flux continuu de apa fierbinte. Apa este adusă la suprafață printr-un sistem mecanic, iar un alt ansamblu o reintroduce în puț după racire, sau o evacuează la suprafață.

[20]

Fig 2.7 Părțile componente ale unei central electrice geotermale

1-foraj pt. injecția apei și pompe de injecție,2-zone de joncțiune între foraje,3-foraje de producție,4-schimbător de căldură,5-turbinele și generatoarele electrice,6-sistem de răcire,7-stocare energie de potential termic ridicat în sol,8-sistem de monitorizare seismică,9-consumatori electrici

Instalațiile cu pompă de căldură se folosesc în mare parte pentru încălzirea locuințelor.Pompa de căldură, prin consumul de lucru mecanic, poate transfera caldura de la un mediu rece la un mediu cald. Cantitatea de căldură transmisă mediului cald este mai mare decât lucrul mecanic consumat.

În țara noastră, în cursul anului 2008 au fost comercializate, în jur de 160 de sisteme de încălzire și răcire pe bază de pompe de căldură

Cu ajutorul pompelor de căldură, putem muta căldura de la o sursă de temperfatură mai mică la un schimbător de căldură cu temperatură mai mare. Funcționarea pompelor de căldură se bazează pe proprietățile unui fluid la schimbarea stării lui de agregare, mai precis la evaporare. Cel mai adesea pompele de căldură extrag căldura pământsau aer , motiv pentru care unele din ele nu mai lucrează eficient când temperatura mediului scade sub -5°C.

Exemple plauzibile de pompe sunt frigiderele, congelatoarele, invertoarele de căldură și aparatele de aer condiționat

[21]

Figura 2.8 Reprezentare schematică a ciclului de funcționare prin vaporizare-condensare pentru o pompa de căldură: 1) condensator, 2) supapă de expansiune, 3) evaporator, 4) compressor.

Centralele pe biomasă reprezintă solutia ideală pentru cine dorește să-și încalzească propria casă respectând în totalitate mediul înconjurator.

Gama vasta de produse se articulează pe toate tipurile de biomasă disponibilă și pe toate tipurile de sisteme de instalații de încalzire, oferind soluția ideală de încalzire ecologică.De la casa mono sau bi-familiară la marile complexe rezidențiale, de la cladiri comerciale si industriale la retele de termoficarese pot încălzi pe biomasă. Tehnologiile utilizate în realizarea acestor produse au devenit soluții esențiale în sectorul încalzirii pe biomasă.

Principalii consumatori de energie termică

Consumatorul de energie termică este persoana fizică sau juridică, care beneficiază de energia termică produsă în sisteme de conversie proprii sau de la sistemul de alimentare centralizat.

Una dintre problemele principale, de a cărei soluționare depinde dezvoltarea civilizației noastre, problemă care a revenit pe primul plan al preocupărilor oamenilor de știință, este asigurarea cu energia necesara dezvoltării activităților de bază, care condiționează evoluția progresivă a nivelului de trai al populației globului terestru.

Consumul de energie pe cap de locuitor este considerat astăzi ca un indice al nivelului de trai.

Creșterea nivelului de trăi nu poate avea loc fără o creștere corespunzătoare a consumului de energie.

Consumul de energie minim necesar unui om este cantitatea de energie obținută din hrana necesară pentru a trăi.

În urmă cu un milion de ani, ca de altfel și astăzi în unele regiuni din Africa și Australia, oameni trăiau cu hrană care conține circa 1800 calorii pe zi de fiecare om, sau, dacă am măsura energia in unitățile cu care ne-am obișnuit, doi kilowați-ore pe zi și pe om.

Această energie este consumată în două scopuri: asigurarea unei temperaturi constante corpului și asigurarea energiei mecanice necesară pentru mișcările cu care omul își procura hrana și pentru diferite deplasări.

Transformarea energiei chimice din alimente în energie termică, în căldura necesara menținerii temperaturii corpului cât și în energia mecanică a mușchilor, se face prin procedee biologice incomplet cunoscute.

Cele patru cicluri energetice prin care a trecut omenirea sunt:

omul izolat cu posibilitățile de conversie biologica a energiei chimice, cu un consum de 2 kwh/zi-om;

societatea de vânători care utiliza arderea lemnului ca o posibilitate de conversie externă a energiei regenerative înmagazinate prin fotosinteza, cu un consum de 5 kwh/zi-om;

societatea agricola, care conduce la distrugerea pădurilor si deci a sursei de energie regenerative, cu un necesar de 8kwh/zi-om;

societatea industrială modernă, caracterizată prin utilizarea combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaze naturale) si posibilități de conversie a energiei dintr-o formă în alta cu un consum de 270kwh/zi-om;

Trecerea de la 2kwh/zi, necesari pentru a asigura viața unui om intr-o societate primitiva la 270kwh/zi cât consuma un om intr-o societate industriala modernă, a mai avut si alte repercusiuni asupra revoluției energeticii.

Creșterea consumului de energie reflectă, după cum am văzut o creștere a nivelului de trai. Un aspect deloc neglijabil al creșterii nivelului de trai îl constituie posibilitatea de izolare a omului de mediul nociv extern și crearea unor condiții care să-i asigure o viață sănătoasă, cu un număr cât mai mare de ani.

La același consum de energie pe persoană, vom avea o creștere a necesarului de energie direct proporționala cu creșterea populației.

O analiză sumară a obiectivelor pentru care este necesar să consumăm energie în vederea menținerii unui nivel de trai adecvat, ne arată ca acestea sunt:

asigurarea apei potabile

asigurarea hranei

asigurarea metalelor, fibrelor si materialelor de construcție

asigurarea unui mediu înconjurător tolerabil. (pana in prezent atmosfera conține suficient oxigen pentru a se asigura nevoile de inspirație a viețuitoarelor, dar trebuie menținută curată)

Clasificarea consumatorilor după necesarul de energie termică

Consumatori mari de energie termică

Se consideră „consumator mare” de energie termică consumatorul cu o putere termică instalată mai mare de 2000 kW. Aceștia sunt consumatorii care folosesc energia în instalațiile de forță din industrie, transporturi, utilități menajere, încălzirea consumatorilor, urbani etc.

Consumatori medii de energie termică

Se consideră „consumator mediu” de energie termică consumatorul cu o putere termică instalată în intervalul 100 kW – 2000 kW. Din această categorie fac parte școlile, instituții publice, firme mici, blocurile de locuințe, consumatori agricoli.

Consumatori mici de energie termică

Se consideră „consumator mic” de energie termică consumatorul cu o putere termică instalată mai mică de 100 kW. Din această categorie fac parte consumatori casnici.

Clasificarea consumatorilor după zona demografică

Consumatori urbani

Consumatorul urban de energie termică este persoana fizică sau juridică care utilizează energia termică în instalațiile proprii și sunt racordați printr-un branșament termic la sistemul de alimentare centralizată cu energie termică și fac parte din categoria consumatorilor mari de energie termică.

Consumatorii urbani de energie termică au ponderea cea mai mare in consumul de energie termică după consumatorii industriali. Funcție de o serie de parametri ce caracterizează consumatorul urban de energie termică se aleg diverse moduri de producerea, transportul și distribuția acesteia astfel încât să existe un nivel de siguranță în alimentare cât mai ridicat și un preț pe unitatea de energie termică cât mai scăzut. Sistemele centralizate de alimentare cu energie termică se pot amplasa în raport cu consumatorul de căldura în una din următoarele situații:

a) interioare, amplasate în centrul de greutate al consumatorului,

b) periferice, amplasate, la marginea zonei de consum,

c) exterioare, amplasate depărtate, în afara zonei de consum.

a) Amplasarea interioară a centralei de termoficare urbană, în regiunea clădită a orașului, cât mai aproape de zona cu cel mai mare consum termic prezintă următoarele aspecte caracteristice:

evită magistralele de transport de diametre mari și lungi, reducând astfel, investițiile în rețeaua de termoficare precum și pierderile de căldura și presiune la transportul și distribuția energiei termice;

permite o adaptare mai elastică la dezvoltarea în timp a consumului;

face posibila utilizarea pentru fiecare zonă de consum a celui mai adecvat agent termic, avantaj important mai ales dacă centrala de termoficare are caracter mixt, livrând și cantitatea de energie termică pentru acoperirea unor necesitați tehnologice;

în situații de cogenerare poate livra energia electrică direct la medie tensiune, evitând astfel pierderile la dubla transformare de tensiune

terenul de amplasare este limitat și scump, ceea ce impune dezvoltarea pe verticală a centralei, și pune probleme legate de sursa de răcire și de posibilitatea alimentării cu combustibil și depozitarii acestuia, în special dacă este un combustibil inferior,

Necesitatea evitării poluării atmosferei orașelor presupune folosirea de regulă a unui combustibil superior, lichid sau combustibil gazos,

Este posibilă și folosirea combustibililor inferiori sau a deșeurilor menajere, însă este necesară luarea unor măsuri de purificare a gazelor de ardere care măresc investițiile în centrala de termoficare.

Amplasarea periferică a centralei de termoficare urbană, la distante destul de diferite de centrul de consum, la limita zonei cădite, se caracterizează prin:

îndepărtarea centralelor de zonele urbane aglomerate permite utilizarea combustibililor inferiori, ușurând aducerea cantităților de combustibil necesar, depozitarea acestora și evacuarea zgurii și cenușii care rezultă din procesul de ardere;

necesită instalații de epurare a gazelor mai puțin costisitoare și evită poluarea atmosferei cu gaze de ardere;

investiții specifice mai reduse datorită costului mai redus al terenului, a dezvoltării centralei pe orizontală și a rezolvării problemelor de alimentare cu apă de răcire și combustibil;

permite realizarea unor centrale de termoficare mai mari decât în cazul amplasării interioare, dând posibilitatea unor extinderi ulterioare ușoare;

duce la creșterea investițiilor în rețeaua de termoficare și a pierderilor de căldura și presiune la transport, efect negativ care este însă compensat de aspectele avantajoase menționate anterior.

Amplasarea exterioară a centralei de termoficare urbane la distanțe mai lungi de limita zonei construite nu este avantajoasă din considerentele generale care conduc la amplasarea periferică a centralelor de termoficare urbane, suficient de departe de zona locuită pentru scopul urmărit, și de o serie de considerente speciale :

Centrala de termoficare are și un consum de căldura industrial, amplasându-se pe platforma industrială sau este asamblată în apropierea sursei de apă de răcire sau de combustibil.

În toate cazurile, dezavantajul distanței mari de transport se amplifică trebuind luate măsuri speciale pentru realizarea transportului agentului termic în cantitate favorabilă (creșterea parametrilor de transport, utilizarea rețelelor de transport monotubulare, etc.)

Consumatori industriali

Consumatorul industrial de energie termică este persoana juridică care utilizează energie termică cu parametri speciali, direct din sistemele de producere a acesteia și cu un nivel de siguranță în alimentare foarte ridicat. Consumatorii industriali fac parte din categoria consumatorilor mari de energie termică.

Consumatori industriali de energie termică sunt în cele mai multe cazuri concentrați pe platforme industriale cu scopul de a fi cât mai aproape de producătorul de energie termică.

Spre deosebire de celelalte categorii de consumatori de energie termică aceștia impun o serie de restricții furnizorului de energie termică (puteri instalate forte mari, parametri speciali ai energiei termice livrate, gradul de siguranță în alimentare foarte ridicat, etc.). În cazul consumatorilor industriali energia termică poate fi asigurată direct sau indirect. Consumatorii industriali alimentați în mod direct cu energie termică, sunt caracterizați de faptul că aceasta, se livrează către consumator sub formă de apă fierbinte sau abur cu diverși parametri termodinamici (temperatură, debit, presiune, entalpie etc.) impuși de consumatorul industrial. Cea dea doua categorie de consumatori industriali care nu primesc energia termică în mod direct au propriile sisteme de conversie a energiei electrice în energie termică. Se pot enumera câteva tipuri de consumatori industriali care primesc în mod indirect energia termică adică prin conversia energiei electrice în energie termică.

instalații cu radiații

instalații cu încălzire prin convecție

instalații de tip deschis (cu radiații infraroșii)

instalații de tip închis (cuptoare)

instalații de încălzire directă a semifabricatelor

instalații de încălzire a lichidelor (încălzirea sticlei lichide, încălzirea apei)

instalații de sudare (prin puncte, cap la cap, prin cusătură, prin relief)

instalații de producție la temperaturi înalte (grafi tare, carborund)

Consumatori agricoli

Sarcina principală a fiecărui consumator agricol este aceea de a facilita, crea și păstra condiții optime de temperatură pentru cultivarea plantelor, independent sau cu o dependență controlată față de condițiile climaterice exterioare. Aceste „condiții optime” se caracterizează printr-un set de factori și parametri fizici legați de natura și cerințele plantelor cultivate. Principalele fenomene care apar sunt fotosinteza și respirația plantelor. Scopul pentru care se creează microclimatul este acela de a accelera procesele caracteristice ale plantelor, ceea ce va permite existența unei producții sezoniere în cantități maxime posibile.

În general, diferența dintre condițiile climaterice interioare și cele exterioare este dată de patru fenomene fizice:

Consumatorul agricol de energie termică este persoana fizică sau juridică care utilizează energia termică în instalațiile proprii menite sa creeze microclimat favorabil plantelor, atunci când condițiile naturale de mediu sunt diferite de cerințele diverselor specii pe care dorim sa le cultivam. Consumatorii agricoli fac parte din categoria consumatorilor medii sau mari de energie termică.

radiația solară, în particular cea de lungime scurtă de undă, penetrează sticla sau folia transparentă de plastic cu care este acoperită sera, fiind transformată în radiație cu lungime mare de undă. În consecință, majoritatea radiației este „prinsă” în interiorul serei, ducând la creșterea temperaturilor dinăuntru

aerul închis în interiorul serei nu circulă, fiind stagnant

concentrarea masei de plante este mult mai mare în interiorul serei decât în exteriorul acesteia

prezența încălzirii și a altor instalații duc la schimbarea caracteristicilor energetice ale climatului serei

Aspectele energetice dintr-o seră impun cunoașterea elementară a naturii mărimilor componente ale „climatului serei”, a particularității interdependențelor lor, a caracterului lor șanjabil la influența variațiilor climatului exterior, precum și a stadiului de dezvoltare a plantelor și a altor factori de influență. Parametri energetici ai unei sere sunt, caracterizat în principal de următoarele mărimi: lumina, temperatura și umiditatea aerului interior, temperatura și umiditatea solului, mișcarea aerului, concentrația de bioxid de carbon, echipamentele de încălzire, managementul și controlul climatului. Această abordare este necesară pentru a înțelege complexitatea microclimatului serei și căile ce trebuie urmate pentru menținerea lui.

Sistemul de încălzire a serei este format din două părți principale: partea de producere a căldurii și partea de distribuție a ei – reprezentată de instalațiile de încălzire. Factorul cel mai important care trebuie întotdeauna luat în considerare atunci când se alege tipul sistemului de încălzire și cel al sursei de energie este corelarea între locațiile sursei de energie și zona de amplasare a serelor.

Consumatori din zone rezidențiale

Consumatorul rezidențial de energie termică este persoana fizică sau juridică din cartierele rzidențiale care utilizează energia termică în instalațiile proprii și sunt racordați printr-un branșament termic la sistemul de alimentare centralizată sau care au capacitatea de ași produce singuri energia termică necesară, și fac parte din categoria consumatorilor medii de energie termică. Consumatorii din cartierele rezidențiale au o serie de avantaje care permit utilizarea energiei termice cu eficiență ridicată.

Caracteristicile consumatorilor rezidențiali sunt următoarele:

construcțiile rezidențiale din România, sunt realizate în ultimele două decenii, din materiale de o calitate superioară din punctul de vedere al reducerii pierderilor de căldură

cartierele rezidențiale sunt amplasate în imediata vecinătate a orașelor mari, fapt ce permite racordarea la sistemele industriale de producere a energie termice

datorită gradului ridicat de izolare termică a clădirilor din aceste zone sarcinile termice pe unitate sun scăzute

distanțele între locuințele rezidențiale sunt foarte mici fapt ce permite implementarea sistemelor centralizate de energie termică

suprafețele clădirilor rezidențiale permit acolo unde este cazul amplasarea de centrale proprii sau sisteme neconvenționale de producere a energiei termice

Consumatorii rezidențiali de energie termică permit mai multe tipuri de sisteme de alimentare cu căldură.

Sisteme individuale de alimentare cu căldură: sunt caracterizate de faptul că o sursă de căldură alimentează un singur consumator, care poate fi reprezentat de o clădire sau de un apartament în cadrul unei clădiri comune. În general, sistemele individuale au un caracter relativ, dependent de conturul alimentat cu căldură și de aspectele administrativ-juridice privind proprietatea. Ele se caracterizează prin faptul că, alimentează un singur consumator

Sisteme centralizate de alimentare cu căldură: sunt caracterizate de faptul că o sursă de căldură alimentează mai mulți consumatori, caracterizați ca atare din punct de vedere juridic. Gradul de centralizare diferă de la caz la caz: de la alimentarea cu căldură a mai multor consumatori individuali situați în aceeași clădire, la gruparea mai multor clădiri, sau a unor zone caracteristice.

Sisteme mixte de alimentare cu căldură se definesc prin aceea că unii consumatori au surse proprii de căldură, iar alții sunt alimentați în sistem centralizat, dintr-una sau mai multe surse de căldură de zonă sau dintr-una singură centralizată.

Alimentarea cu energie termică poate fi realizată în trei moduri

cu sisteme termice, utilizate numai pentru alimentarea cu căldură;

cu sisteme de cogenerare, folosite pentru alimentarea simultană cu căldură și energie electrică;

cu sisteme de trigenerare, care asigură alimentarea simultană cu căldură, frig și energie electrică

Consumatori din zone rurale

Consumatorul rural de energie termică este persoana fizică sau juridică care are capacitatea de a-și produce singur, în sisteme proprii, energia termică necesară, și fac parte din categoria consumatorilor mici de energie termică.Consumatorul de energie termică din mediul rural este caracterizat în mod special de un consum foarte mic de energie termică pe unitate. Acoperirea consumului de energie termică în zonele rurale în condiții de eficiență maximă impune soluții tehnice speciale pentru fiecare zonă în parte.

În prezent în spațiul rural serviciile de alimentare cu energie termica sunt limitate dintr-o serie de motive:

distanțe fizice foarte mari intre consumatori

gardul precar de izolație termică a locuințelor din mediul rural

dificultatea de alimentare cu energie termică dată de relieful neprietenos în cele mai multe cazuri

potențial financiar scăzut al consumatorilor de energie termică din mediul rural pentru investiții în sisteme performante de energie

lipsa de programe pentru încălzirea locuințelor din mediul rural, care să ducă la atragerea de fonduri pentru a rezolva creșterea eficienței energetice a clădirilor.

Locuințele din mediul rural sunt în procent de peste 95% neizolate din punct de vedre termic astfel chiar dacă sunt caracterizate de un consum mic pe unitate, pierderile de energie termică sunt foarte mari.

Sursele regenerabile de energie coroborate cu anveloparea termică a clădirilor din mediul rural constituie soluția viitorului pentru consumatorii din zonele rurale.

Consumatori solitari

Consumatorul solitar de energie termică este persoana fizică sau juridică care are capacitatea de a-și produce singur, într-un sistem complex, atât necesarul de energie electrică cât și cel de energie termică și face parte din categoria consumatorilor mici de energie termică.Consumatorul solitar nu are acces la rețelele de distribuție a gazelor naturale, electricitate și apă caldă, dar nici de aprovizionarea cu păcură, cărbuni sau lemne. Datorita acestui fapt acești consumatori au restricții severe în ceea ce privește pierderile de energie. Cele mai mari pierderi se regăsesc în domeniul de energie termică motiv pentru care se impun o serie de masuri suplimentare pentru evitarea lor:

anvelopa termică a clădirii foarte eficienta, astfel încât climatul confortabil din interior este menținut cu un consum redus de energie, indiferent de sezon, atât în cel cald, cît și in cel rece

orientarea construcției cu spațiile locuibile spre sudul cardinal, pentru a mări câștigurile energetice solare

ferestrele trebuie sa aibă un coeficient de pierdere termică cât mai redus și un câștig de energie solară cât mai ridicat; dimensiunile acestora trebuie să corespundă în primul rând scopului funcțional și abia apoi celui decorativ

nivel ridicat de etanșeitate realizată cu scopul de a diminua scurgerile de aer; anvelopa termica a clădirii va fi dublată si de o anvelopa de etanșeizare de regulă realizată prin lucrările de finisare

ventilația se realizează doar în sistem controlat, cu recuperare energetică și regim continuu de introducere a aerului; recuperarea energetică se poate face atât pentru descărcarea termică a aerului exhaustat cât și pentru folosirea energiei recuperate pentru încălzirea sau răcirea (după caz) aerului proaspăt introdus

În cazul consumatorilor solitari sursele energetice sunt în marea majoritate a cazurilor de natură regenerabilă. Sistemele cu care sunt echipați astfel de consumatori sunt în mod obligatoriu sisteme hibrid (fig.2.1) compuse din panouri solare, a turbine eoliene, pompe de căldura, centrale cu biocombustibil, elemente de stocare a energiei etc.[22]

Sisteme de producere a energiei termic

Sisteme de încălzire pe peleți

Fig. 3.1 Peleți

Aceste instalații termice folosesc peletii pentru a incalzi apa caldă, recirculată ulterior prin sistemul de incalzire al casei, catre calorifere si sistemele de incalzire din pardoseală sau pereți.

Avand in vedere ca se poate programa foarte usor consumul, sunt de asemenea un combustibil ecologic dar în același timp și practic.

Principalele avantaje ale acestor sisteme sunt ca pot fi conectate la instalația deja existentă, pot funcționa în paralel cu alte sisteme de incalzire si pot fi conectate la panourile solare pentru suplimentarea apei incalzite.

Autonomia sistemelor de incalzire prezentate in aceasta categorie este de lunga durata. De asemenea acestea se pot extinde prin suportul extern de peleti dar si prin rezerve mari ce pot fi alimentate periodic. Odată ce apa este încalzită de centralele termice pe peleti, aceasta poate fi stocată in boiler, pentru a fi folosită la momentul oportun de catre consumatori.

Atunci cand alegeti o centrală termică este recomandat să luați în calcul costul pe tot parcursul folosirii centralei. Spre deosebire de alte sisteme de incalzire, peletii oferă un preț mai avantajos decat combustibilii populari.

Toate sistemele din aceasta categorie sunt testate pentru cele mai inalte standarde de sigurantă si performanță, astfel încat casa dumneavoastră să fie încalzită economic, ecologic și în siguranță.

Fig. 3.2 Centrala termică pe peleți Bering Edilkamin [23]

Fig. 3.3 Centrală termică pe peleți Maxima 24 Edilkamin [24]

Sisteme de încălzire pe păcură

Păcura este un combustibil lichid greu de origine petrolieră folosit în sisteme termice de încălzit, boilere și cazane. Spre deosebire de alte tipuri de combustibil de încălzire păcura trebuie pulverizată pentru a putea fi aprinsă. Păcura constituie și materia primă pentru fabricarea motorinei grele, uleiurilor, asfalturilor etc.[25]

Majoritatea oamenilor doresc confort. Mai mult, foarte multi dintre noi se preocupă de protecția mediului in care vor trai nepotii nostri. Pacura este o sursa de energie ce indeplineste toate aceste trei cerințe deodată.[26]

Sisteme de încălzire pe gaz

În România, conceptul de încălzire individuală pe bază de gaze naturale a cunoscut o creștere spectaculoasă odată cu dezvoltarea rețelei de distribuție a gazelor naturale. Dacă adaugăm inovațiile tehnice, dezvoltarea electronicii și a sistemelor de automatizare putem vorbim de o modernizare a sistemelor de încălzire individual care a generat o cerere tot mai mare, începând cu anii de după revoluție. Mai mult, armonizarea legislației din Uniunea Europeană în legislația romănească a permis libera circulație a echipamentelor termice într-o Piață Unica Europeană, bazată pe armonizare tehnică.

Astăzi, oferta de echipamente termice pentru încălzirea locuinței este foarte mare și variată, astfel încât decizia de a alege centrala potrivită este dificilă pentru un cumpărător dacă nu are cunoștințele necesare în acest domeniu.

Încălzirea cu centrală termică pe bază de gaze naturale reprezintă una dintre cele mai eficiente metode de încălzire a locuinței. Pentru sectorul rezidențial, mare consumator de energie termică, încălzirea pe bază de gaze naturale a permis utilizarea unui sistem energetic cu timp de răspuns mic la nevoile utilizatorului. Randamentul unei centrale termice montată intr-un apartament de bloc este net superior altor sisteme de încălzire unde sursa de producere a energie se află la mare distanță de locuință.

Pierderile de energie pe traseul de distribuție a agentului termic în cazul centralelor termice sunt mult diminuate datorită distanțelor mici de la sursă la corpurile radiante (calorifere), practic vorbim de câțiva metri de traseu al conductelor.

Toate acestea, la care se adaugă multe alte avantaje, independența, confortul , fiabilitatea, au poziționat centralele termice pe bază de gaze naturale pe primele locuri în preferintele utilizatorilor din sectorul rezidențial care au adoptat această soluție alternativă la încălzirea centralizată.[27]

Sistemul de incalzire cu radiatie infrarosie la distanta

Sistemul de încalzire cu radiație infrarosie la distanță, este un sistem inovator de înaltă calitate recunoscut pe plan mondial ca fiind liderul in materie de eficientă a încalzirii. O adevarată revoluție, în domeniul sistemelor de incalzire, o reprezinta incalzirea cu panouri radiante cu infrarosu  datorita  multiplelor avantaje pe care le prezinta acestea in comparatie cu celalalte sisteme existente la ora actuala. Principiul dupa care functioneaza aceste panouri radiante cu infrarosu este identic cu cel dupa care soarele incalzeste pamintul prin intermediul radiatiei infrarosii. Din acest motiv panourile radiante cu infrarosu incalzesc intr-o forma economica, sanatoasa, naturala si confortabila orice tip de incapere.

Se folosesc panouri radiante pentru că:

In functie de izolatia cladirii, panourile reduc costurile de incalzire cu pana la 50%;

Reprezinta o alternativa inovatoare pentru incalzirea conventionala ( centrale pe gaz, lemn, peleti, GPL etc. );

Montajul panourilor nu necesita aprobari sau autorizatii;

Se instaleaza rapid fara santier si mizerie in casa;

Nu necesita revizii, intretinere, filtre, consumabile etc. ;

Nu sunt necesare tevi si calorifere cu apa – nici un risc in caz de inghet;

Nu exista nici un risc de inundatie, incendiu, explozie, electrocutare sau alte accidente.

Asigura o temperatura uniforma in toata incaperea;

Au design placut si ocupa foarte putin spatiu;

Panourile termice cu radiatii infrarosii sunt elemente de încalzit plate si compacte, placute la vedere, care se monteaza pe tavan sau pereti asemenea tablourilor sau oglinzilor.

Principiul panourilor radiante, înca nu foarte raspândite în prezent, este simplu: Ele încalzesc nu aerul din încaperi, ci direct peretii, mobilierul si persoanele din încapere prin intermediul radiatiilor infrarosu, identice radiatiilor termice solare.[28]

Sisteme energetice hibride pentru consumatori solitari

Sistemele hibride sunt sisteme ce combină mai multe tipuri de generatoare de energie. Cele mai folosite sisteme ce realizează un ansamblu hibrid sunt sistemele solare, sistemele pe bază de biomasă, energie geotermală, cărbune, păcură, gaz natural, pompa de căldură, etc.

În prezent majoritatea sistemelor hibrid sunt sisteme de tipul off-grid, adică nu sunt conectate la rețea centralizată de energie, având acumulatori în alcătuirea lor. Aceste sisteme sunt folosite în zone izolate unde conectarea la rețeaua de energie centralizată este imposibilă sau foarte scumpă.

Sistemele hibride au capacitate limitată din cauza surselor generatoare de energie instalate și a capacității acumulatorilor de energie termică. Dimensiunea sistemului de acumulatori termici poate sa fie foarte mare dar nu infinită iar prețul de cost este direct proporțional cu capacitatea de stocare. Din acest motiv este obligatorie eficientizarea producției și a consumului. Utilizatorii unui sistem off-grid trebuie să fie instruiți să folosească eficient sistemul de energie în intervalul acestor limitări.

În cadrul acestui capitol se va analiza strategia de proiectare și automatizare a sistemelor hibrid; calculele de dimensionare efectuându-se în capitolul 4, pentru fiecare sistem monoagent în parte.

Fig.3.4 Sisteme energetice hibride

Sistemele solar-termale

Sistemele solar-termale sunt realizate, in principal, pe baza captatoarelor solare plane sau a captatoarelor cu tuburi vidate. Ele se utilizează în zonele cu radiația solară mai redusă din Europa. În evaluările de potențial energetic sau luat în considerare aplicațiile care privesc încălzirea apei respectiv a incintelor clădirilor și piscinelor (apa caldă menajeră, încălzirea. etc).

Tabelul 3.1: Potențialul energetic solar-termic

Sursă:ANM,I,CPICEMBERG, 2006

Sistemele solar-fotovoltaice

Sistemele solar-fotovoltaice au în vedere atât aplicațiile fotovoltaice cu cuplare la rețea, cât si cele autonome (neracordate la rețea) pentru consumatori izolați-solitari din zonele periferice.

Tabelul 3.2: Potențialul energetic solar-fotovoltaic

Sursă:ANM,I,CPICEMBERG, 2006

Situația actuala a consumatorilor de energie termica din România

Pornind de la premisa că sectorul industriei energetice reprezintă o infrastructură strategică vitală pentru siguranța energetică națională, considerăm că dintre cele trei subsectoare ale acestei industrii din România fac parte: energie electrică, gaze naturale,energie termică pentru localități și industrie, energia termică este, de departe, în cea mai deficitară situație. Cauza principală o reprezintă tratarea superficială a acestui subsector în ultimii 25 de ani, atât în zona urbană cât și rurală, ceea ce, în timp, a condus la un proces de acumulări succesive nefavorabile, foarte greu de rezolvat astăzi. La nivel național, consumul de energie finală în sectorul locuințelor și sectorul terțiar reprezintă împreună circa 45 % din consumul total de energie și contribuie cu circa 40% la emisiile de gaze cu efect de seră, la care trebuie adăugat consumul din industrie.

De subliniat că aproape jumătate din populația României nu are acces la nicio soluție modernă de încălzire, fie din motive tehnice, fie din motive de incapacitate financiară. Consumul de energie termică în industrie reprezintă, de asemenea, o componentă tot atât de importantă ca și cea din fondul construit de clădiri.

Îmbunătațirea eficienței energetice în cladiri și , în ansamblu, a energeticii localităților și a utilizării superioare a energiei în industrie și servicii este esențiala nu doar pentru atingerea obiectivelor naționale referitoare la sustenabilitatea utilizării resurselor naturale și siguranța în alimentarea cu energie, ci și pentru a îndeplini obiectivele strategiei Uniunii Europene privind schimbările climatice și trecerea la o economie competitivă cu emisii scăzute de dioxid de carbon până în anul 2050 .

Modelul economic actual al sistemelor de alimentare centralizată cu energie termică în România nu este perceput ca fiind viabil la nivelul Uniunii Europene, din cauza numeroaselor debranșări, în urma cărora rezultă subvenții acordate instalațiilor individuale de încălzire pe bază de gaze naturale.

Comisia Europeană consideră că atât timp cât acest model economic nu este stabil și robust, iar operatorii nu garantează nivelul optim de servicii, nu se justifică investiții finanțate din fonduri europene în acest sector, iar acest fapt influențează dezvoltarea durabilă a acestui subsector energetic.

Responsibilitatea privind guvernanța sistemului energetic este împărțită între pre multe instituții, fapt care generează birocrație și ineficiență.

Asociațiile noastre, profund implicate în diverse aspecte legate de eficientizarea consumurilor de energie în clădiri, industrie și servicii, sunt unite de convingerea că pentru aceste categorii de utilizatori de energie, autoritățile centrale și locale, care au responsabilități specifice, trebuie să găsească soluții către o tranziție accelerată spre un viitor energetic durabil. Împărtășim interesul atât pentru încălzire cât și pentru răcire (climatizare), considerându-le ca o piață care oferă posibilități importante pentru integrarea mai bună și mai eficientă a energiei. O piață care are o mărime considerabilă nu numai prin consumul de energie, dar și în ceea ce privește soluțiile disponibile pe termen scurt de consum redus de energie și de emisii reduse de carbon, care vin împreună cu oportunități economice semnificative.

Producția locală de căldură și energie electrică este un serviciu important ce trebuie dezvoltat și redimensionat pe baza cererii locale; în același timp, este un serviciu complementar marilor sisteme naționale de producție și transport de energie electrică și gaze naturale.

De asemenea, România este o țară care dispune încă de gaze naturale.

Această resursă trebuie folosită cât mai eficient. Tarifarea volumelor vândute, trebuie să reflecte costurile reale de distribuție și să pună în valoare avantajele consumului angro. În viitor se vor mai acorda avize de racordare la instalațiile de distribuție de gaze naturale, doar pentru clădirile pentru care a fost gândită soluția individuală de încălzire din faza de proiectare și pentru care nu a existat soluția racordării la un sistem centralizat de alimentare cu energie termică. Ca urmare, semnatarii prezentului document consider că în Strategia Energetică a României, trebuie să fie inclus un capitol distinct denumit “Strategia pentru asigurarea energiei termice”, menit să pregătească și să dezvolte în mod echilibrat și durabil piața energiei termice pentru clădiri, industrie și servicii, bazată pe eficiență energetică ridicată și energii regenerabile.

Pentru o astfel de strategie considerăm ca deosebit de importante următoarele linii directoare:

Modernizarea sistemelor de termoficare și promovarea cogenerării de înaltă eficiență.Sursele de finanțare a investițiilor

Promovarea răcirii centralizate;

Promovarea cogenerării industriale;

Modernizarea energetică a clădirilor urbane;

Utilizarea surselor regenerabile de energie;

Energetica localităților rurale;

Suportabilitatea facturilor energetice.[29]

Studiu de caz

Analiza unui consumator de energie termică

In cele ce urmează voi analiza diferența dintre necesarul de energie termică a unui consumator casnic, neizolat din punct de vedere termic în funcțioanre actuală si același consumator reabilitat termic. Scopul acestei analize este să punem în evindență avantajele izolării termice și să subliniem diferențele dintre consumatorul neizolat în faza inițială respectiv izolat în faza finală. De asemenea voi realiza un studiu de prefezabilitate in scopul alegerii unei surse de energie termică precum și pentru propunerea unui sistem de producere a energie termice.

Descrierea consumatorului de energie termică

Consumatorul este situat în zona IV conform anexei B, din îndrumatorul de proiectare, fiind compus din parter, etaj și mansardă. Parterul este compus din sufragerie, bucatarie, hol, baie , un dormitor și o camera de zi respectiv casa scărilor , etajul 1 are în componență living, birou, baie, hol, două dormitoare și casa scărilor respectiv mansarda este compusă dintr-nu living, o baie și hol. Grosimea pereților exteriori este de 0,3 m iar cei interiori 0,25 m. În cele ce urmează vă prezint fațadele locuinței din toate punctele cardinale, respectiv schițele pentru parter, etaj și mansardă.

Calculul sarcinii termice actuale și soluții propuse pentru producerea respectiv consumul de energie termică

Necesarul de caldură pentru parter

1.Determinarea marimilor geometrice

1.1.1 Calculul grosimii peretilor

Pereti exteriori:

(situația actulă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03m

δPE2: zidarie din BCA:0,25 m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02m

(situația propusă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03m

δPE2: zidarie din BCA:0,25m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02m

δPE4: polistiren EPS80: 0,1 m

Pereti interiori:

(situația actulă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

(situația propusă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20 m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

Pardoseala parter:

(situația actulă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

(situația propusă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

δPD4: polistiren exturdat: 0,3 m

Planseu peste parter:

(situația actulă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03m

(situația propusă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03m

δPL3: vata minerala: 0,15 m

1.1.2 Calculul grosimii totale a elementelor de constructive:

-se face cu relatia: δelem=∑ni=1 δi [m] 1.1

(situația actulă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3=0,03+0,25+0,02=0,3 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3=0,02+0,03+0,2=0,25 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2=0,1+0.03=0,13 m

(situația propusă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3+ δPE4=0,03+0,25+0,02+0,1= 0,4 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3+ δPD4 =0,02+0,03+0,20+0,3 =0,55 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2+ δPL3=0,1+0.03+0,15=0,28 m

1.2 Alegerea elementelor prin care are loc schimb de caldura prin transmisie

1.2.1 Stabilirea temperaturilor exterioare conventionale de calcul

Conform anexei B din indrumator, dar si de zona unde este amplasata locuinta: Zona IV, rezulta Te = -15o C.

1.2.2 Stabilirea temperaturilor interioare conventionale de calcul

(situația actulă) -pentru incaperi incalzite avem:

Camera de zi: Ti = 20oC

Dormitor 1: Ti = 20oC

Baie 1: Ti = 22oC

Sufragerie : Ti = 18oC

Bucatarie: Ti = 18oC

Hol 1: Ti= 18oC

Debara: Ti = 13oC

Casa scari: Ti = 15oC

(situația propusă) -pentru incaperi incalzite dar si isolate termic avem:

Camera de zi: Ti = 20oC

Dormitor 1: Ti = 20oC

Baie 1: Ti = 22oC

Sufragerie : Ti = 18oC

Bucatarie: Ti = 18oC

Hol 1:Ti=18oC

Debara: Ti = 13oC

Casa scari: Ti = 15oC

1.2.3 Stabilirea elementelor de constructive supuse analizei

(situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PESV

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Fereastra exterioara orientata spre SV: FESV

Camera de zi, (elemente interioare):

Perete interior spre baie 1: PI-baie1

Perete interior spre hol: PI-hol

Perete interior spre dormitor 1: PI-dormitor1

Usa interioara spre hol: UI-hol

Pardoseala camera de zi: PDcamera de zi

Planseu camera de zi: PLcamera de zi

Dormitor 1, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PESV

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Fereastra exterioara orientata spre SV: FESV

Dormitor 1, (elemente interioare):

Perete interior spre camera de zi: PI-camera de zi

Perete interior spre hol: PI-hol

Usa interioara spre hol: UI-hol

Pardoseala dormitor 1: PDdormitor1

Planseu dormitor 1: PLdormitor1

Baie 1, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Fereastra exterioara orientate spre NV: FENV

Baie 1, (elemente interioare):

Perete interior spre camera de zi: PI-camera de zi

Perete interior spre hol: PI-hol

Perete interior spre sufragerie: PI-sufragerie

Usa interioara spre hol: UI-hol

Pardoseala baie 1: PDbaie1

Planseu baie 1: PLbaie1

Sufragerie, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientate spre NE: FENE

Usa exterioara orientate spre NE: UENE

Sufragerie, (elemente interioare):

Perete interior spre baie: PI-baie1

Perete interior spre hol: PI-hol
Perete interior spre bucatarie: PI-bucatarie

Pardoseala sufragerie: PDsufragerie

Planseu sufragerie: PLsufragerie

Bucatarie, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientata spre NE: FENE

Bucatarie, (elemente interioare):

Perete interior spre sufragerie: PI-sufragerie

Perete interior 1 spre hol: PI1-hol

Perete interior 2 spre hol: PI2-hol

Perete interior spre debara: PI-debara

Pardoseala bucatarie: PDbucatarie

Planseu bucatarie: PLbucatarie

Hol 1, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Usa exterioara orientata spre SE: UESE

Fereastra exterioara orientate spre SE: FESE

Hol 1, (elemente interioare):

Perete interior spre dormitor: PI-dormitor1

Perete interior spre camera de zi: PI-camera de zi

Perete interior spre baie1: PI-baie1

Perete interior spre sufragerie: PI-sufragerie

Perete interior1 spre bucatarie: PI1-bucatarie

Perete interior2 spre bucatarie: PI2:-bucatarie

Perete interior spre debara: PI-debara

Perete interior spre casa scari: PI-casa scari

Usa interioara spre dormitor1: UI-dormitor1

Usa interioara spre camera de zi: UI-camera de zi

Usa interioara spre baie1: UI-baie1

Usa interioara spre casa scari: UI-casa scari

Usa interioara spre debara: UI-debara

Pardoseala hol: PDhol

Planseu hol: PLhol

Debara, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereasta exterioara orientate spre NE: FENE

Debara, (elemente interioare):

Perete interior spre bucatarie: PI-bucatarie

Perete interior spre hol: PI-hol

Perete interior spre casa scari: PI-casa scari

Usa interioara spre hol: UI-hol

Pardoseala debara: PDdebara

Planseu debara: PLdebara

Casa scari, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientata spre SE: FESE

Fereasta exterioara orientata spre NE: FENE

Casa scari. (elemente interne):

Perete interior spre hol: PI-hol

Perete interior spre debara: PI-debara

Usa interioara spre hol: UI-hol

Pardoseala casa scari: PDcasa scari

Planseu casa scari: PLcasa scari

1.3 Calculul dimensiunilor fiecarui element ales anterior

1.3.1 Pentru elementele de constructive opace

-plan orizontal: (situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi:

lPESV=5,2+1/2×0,25=5,32 m

lPENV=3,75+1/2×0,25=3,87 m

lPI-baie1=2,55+1/2×0,25=2,67 m

lPI-hol=1/2×0,25+2,8+1/2×0,25=3,05 m

lPI-dormitor1=3,75+1/2×0,25=3,87 m

Dormitor 1:

lPESV=3,75+1/2×0,25=3,87 m

lPESE=3,7+1/2×0,25=3,82 m

lPI-camera de zi=3,75+1/2×0,25=3,87 m

lPI-hol=3,7+1/2×0,25=3,82 m

Baie 1:

lPENV:1/2×0,25+2,15+1/2×0,25=2,4 m

lPI-camera de zi=2,55+1/2×0,25=2,67 m

lPI-hol=1/2×0,25+2,15+1/2×0,25=2,4 m

lPI-sufragerie=2,55+1/2×0,25=2,67 m

Sufragerie:

lPENV=3,75+1/2×0,25=3,87 m

lPENE=4,1+1/2×0,25=4,22 m

lPI-baie1=2,55+1/2×0,25=2,67 m

lPI-hol=1/2×0,25+1,3+1/2×0,25=1,55 m

lPI-bucatarie=3,75+1/2×0,25=3,87 m

Bucatarie:

lPENE=1/2×0,25+1,6+1/2×0,25=1,85 m

lPI-sufragerie=3,75+1/2×0,25=3,87 m

lPI1-hol=1/2×0,25+1,6+1/2×0,25=1,85 m

lPI2-hol=1/2×0,25+0,85+1/2×0,25=1,1 m

lPI-debara=2,65+1/2×0,25=2,77 m

Hol:

lPESE=1/2×0,25+3,25+1/2×0,25=3,5 m

lPI-sufragerie=1/2×0,25+1,3+1/2×0,25=1,55 m

lPI-baie1=1/2×0,25+2,15+1/2×0,25=2,4 m

lPI-camera de zi=1/2×0,25+2,8+1/2×0,25=3,05 m

lPI-dormitor1=3,7+1/2×0,25=3,82 m

lPI1-bucatarie=1/2×0,25+1,6+1/2×0,25=1,85 m

lPI2-bucatarie=1/2×0,25+0,85+1/2×0,25=1,1 m

lPI-debara=1/2×0,25+1,15+1/2×0,25=1,4 m

lPI-casa scari=1,55+1/2×0,25=1,67 m

Debara:

lPENE=1/2×0,25+1,15+1/2×0,25=1,4 m

lPI-bucatarie=2,65+1/2×0,25=2,77 m

lPI-hol=1/2×0,25+1,15+1/2×0,25=1,4 m

lPI-casa scari=2,65+1/2×0,25=2,77 m

Casa scari:

lPESE=2,65+1/2×0,25=2,77 m

lPENE=1,55+1/2×0,25=1,67 m

lPI-hol=1,55+1/2×0,25=1,67 m

lPI-debara=2,65+1/2×0,25=2,77 m

-plan vertical (situația actulă) si (situația propusă)

Toate incaperile au: h=H=cota interioara [m]

-in cazul nostrum: h=3 m

1.3.2 Determinarea dimensiunilor pentru elementele de constructie vitrate

Se citesc din planul casei. (situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi:

lFESV=1,6 m

hFESV=1,2 m

lUI-hol=0,9 m

hUI-hol=2m

Dormitor 1:

lFESV=1,6 m

hFESV=1,2 m

lUI-hol=0,9 m

hUI-hol=2 m

Baie 1:

lFENV=0,3 m

hFENV=0,6 m

lUI-hol=0,7 m

hUI-hol=2 m

Sufragerie:

lFENE=1,8 m

hFENE=1,5 m

lUENE=0,7 m

hUENE=2 m

lbolta-hol=0,7 m

hbolta-hol=2 m

lbolta-bucatarie=2,4 m

hbolta-bucatarie=2 m

Bucatarie:

lFENE=0,8 m

hFENE=0,6 m

lbolta-hol=0,7 m

hbolta-hol-2 m

lbolta-sufragerie=2,4 m

hbolta-sufragerie=2 m

Hol:

lFESE=1,1 m

hFESE=1 m

lUESE=1,4 m

hUESE=2 m

lUI-dormitor1=0,9 m

hUI-dormitor=2 m

lUI-camera de zi=0,9 m

hUI-camera de zi=2 m

lUI-baie1=0,7 m

hUI-baie1=2 m

lUI-casa scari=0,9 m

hUI-casa scari= 2 m

lUI-debara=0,7 m

hUI-debara=1,75 m

lbolta-sufragerie=0,7 m

hbolta-sufragerie=2 m

lbolta1-hol=1,2 m

hbolta1-hol=0,9 m

lbolta2-hol=1 m

hbolta2-hol=0,9 m

Debara:

lFENE=0,15 m

hFENE=0,20 m

lUI-hol=0,7 m

hUI-hol=1,75 m

Casa scari:

lFESE=1,1 m

hFESE=1 m

lFENE=1,1 m

hFENE=1 m

lUI-hol=0,9 m

hUI-hol=2 m

1.4 Determinarea ariei prin care are loc schimbul de caldura (Q)

A=l×h; (situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi :

APESV=5,32×3=15,96 m2

APENV=3,87×3=11,61 m2

API-baie1=2,67×8,01 m2

API-hol=3,05×3=9,15 m2

API-dormitor1=3,87×3=11,61 m2

AFESV=1,6×1,2=1,92 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APDcamera de zi;APLcamera de zi=5,2×3,75=19,5 m2

Dormitor 1:

APESV=3,87×3=11,61 m2

APESE=3,82×3=11,46 m2

API-camera de zi=3,87×3=11,61 m2

API-hol=3,82×3=11,46 m2

AFESV=1,6×1,2=1,92 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APDdormitor1;APLdormitor1=3,75×3,7=13,87 m2

Baie 1:

APENV=2,4×3=7,2 m2

API-camera de zi=2,67×3=8,01 m2

API-hol=2,4×3=7,2 m2

API-sufragerie=2,67×3=8,01 m2

AFENV=0,3×0,6=0,18 m2

AUI-hol=0,7×2=1,4 m2

APDbaie1;APLbaie1=2,15×2,55=5,48 m2

Sufragerie:

APENV=3,87×3=11,61 m2

APENE=4,22×3=12,66 m2

API-baie1=2,67×3=8,01 m2

API-hol=1,55×3=4,65m2

API-bucatarie=3,87×3=11,61 m2

AFENE=1,8×1,5=2,7 m2

AUENE=0,7×2=1,4 m2

Abolta-hol=0,7×2=1,4 m2

Abolta-bucatarie=2,4×2=4,8 m2

APDsufragerie;APLsufragerie=3,75×4,1=15,37 m2

Bucatarie:

APENE=1,85×3=5,55 m2

API-sufragerie=3,87×3=11,61 m2

API1-hol=1,85×3=5,55 m2

API2-hol=1,1×3=3,3 m2

API-debara=2,77×3=8,31 m2

AFENE=0,8×0,6=0,48 m2

Abolta-hol=0,7×2=1,4 m2

Abolta-sufragerie=2,4×2=4,8 m2

APDbucatarie;APLbucatarie=3,75×1,6=6 m2

Hol 1:

APESE=3,5×3=10,5 m2

API-sufragerie=1,55×3=4,65 m2

API-baie=2,4×3=7,2 m2

API-camera de zi=3,05×3=9,15 m2

API-dormitor1=3,82×3=11,46 m2

API1-bucatarie=1,85×3=5,55 m2

API2-bucatarie=1,1×3=3,3 m2

API-debara=1,4×3=4,2 m2

API-casa scari=1,67×3=5,01 m2

AFESE=1,1×1=1,1 m2

AUESE=1,4×2=2,8 m2

AUI-dormitor1=0,9×2=1,8 m2

AUI-camera de zi=0,9×2=1,8 m2

AUI-baie1=0,7×2=1,4 m2

AUI-casa scari=0,9×2=1,8 m2

AUI-debara=0,7×1,75=1,225 m2

Abolta-sufragerie=0,7×2=1,4 m2

Abolta1-hol=1,2×0,9=1,08 m2

Abolta2-hol=1×0,9=0,9 m2

APDhol;APLhol=(3,25×1,55)+(2,15×5,2)=16,21 m2

Debara:

APENE=1,4×3=4,2 m2

API-bucatarie=2,77×3=8,31 m2

API-hol=1,4×3=4,2 m2

API-casa scari=2,77×3=8,31 m2

AFENE=0,15×0,2=0,03 m2

AUI-hol=1,75×0,7=1,22 m2

APDdebara;APLdebara=2,65×1,15=3 m2

Casa scari:

APESE=2,77×3=8,31 m2

APENE=1,67×3=5,01 m2

API-hol=1,67×3=5,01 m2

API-debara=2,77×3=8,31 m2

AFESE=1,1×1=1,1 m2

AFENE=1,1×1=1,1 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APD-casa scari;APL-casa scari=1,15×2,65=4,1 m2

1.5 Stabilirea numarului de elemente de constructive identice care au aceiasi orientare

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.6 Calculul ariei totale a elementelor vitrate de acelasi fel, apartinand aceluisi element opac

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.7 Calculul suprafetei totale a elementelor vitrate

(situația actulă) si (situația propusă)

Sufragerie: Atv=∑ni=1AtFi+∑ni=1AtUj=2,7+1,4=4,1 m2

Hol: Atv=∑ni=1AtFi+∑ni=1AtUj=2,8+1,1=3,9 m2

1.8 Determinarea ariei reale a elementelor opace prin care are loc schimbul de caldura (Q)

(situația actulă) si (situația propusă)

Ar=At+Atv [m2] ⇒

Sufragerie: ArPENE-Atv=11,61-4,1=7,51 m2

Hol: ArPESE-Atv=10,5-3,9=6,6 m2

2 Calculul rezistentei termice

2.1 Calculul rezistentei termice a elementelor de constructive opace

R’=Rsi+Rcond+Rse [m2×K/W ]

(situația actulă) si (situația propusă)

-citim din tabelul 2.1 din indrumatorul de proiectare:

Pentru pereti exteriori: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,042 m2×K/W

Pentru pereti interiori: Rsi=Rse=0,125=0,125 m2×K/W

Pentru pardoseala parter: Rsi=0,167 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

Pentru planseu parter: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

2.1.2 Determinarea rezistentei termice la conductive

(situația actulă) si (situația propusă) – se calculeaza conform normativului [3] si cu relatia: ∑ni=1 δi/λi=δPE1/λtenc+ δPE2/λBCA+ δPE3/λtenc+ δPE4/λpol, dupa caz.

Pereti exteriori:

(situația actulă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87=0,39 m2×K/W

(situația propusă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87+0,1/0,044=2,66 m2×K/W

Pereti interiori:

(situația actulă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

(situația propusă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

Pardoseala parter:

-nu avem pivnita dedesupt de nicio incapere, toate incaperile sunt in contact cu solul.

Planseu peste parter:

(situația actulă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87=0,803 m2×K/W

(situația propusă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87+0,15/0,045=4,137 m2×K/W

-unde λrigips il gasim in anexa A la placi termoizolante.

-unde λvata mineral o gasim in anexa A tip 70.

2.1.3. Determinarea rezistentei termice specifice:

-calculul se face cu formula:R’=Rsi+Rcond+Rse.

(situația actulă) -pentru PE: 0,125+0,39+0,042=0,557 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PE: 0,125+2,66+0,042=2,827 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PL: 0,125+0,803+0,084=1,012 m2×K/W

(situația propusă) –pentru PL: 0,125+4,137+0,084=4,346 m2×K/W

2.3 Calcularea rezistentei termice a elementelor de constructie vitrate.

(situația actulă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplare din lemn de stejar

Ferestrele au tamplarie din lemn de stejar

(situația propusă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplarie din PVC

Ferestrele au tamplarie din PVC

(situația actulă) R’UI=Rsi+RcondUI+Rse=0,125+0,073+0,125=0,323 m2×K/W

R’UE=Rsi+RcondUE+Rse=0,125+0.146+0,125=0,396 m2×K/W

R’FE=0,19 m2×K/W ( valoarea o gasim in tabelulul 2.2 din indrumatorul de proectare, pentru fereastra simpla cu o folie de geam).

unde: RcondUI= δ usa/ λstejar=0,03/0,41=0,073 m2×K/W

RcondUE= δusa/λstejar=0,06/0,41=0,146 m2×K/W

(situația propusă) UU=1/RU=Ag×Ug+Af×Uf+lp×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

UF=1/RF=Ag×Ug+Af×Uf+lg×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

-usile sunt vitrate

-ferestrele sunt simple

(Fig.2.3.1)

Fereasta tip 1,2/1,6:

-unde pentru fereastra tip 1,2/1,6 avem:

Ag:0,4×1,4+0,4×1,5=1,16 m2 (calculat din fig 2.3.1)

Af=AF-Ag=1,92-1,16=0,76 m2

lf=2×(1,4×0,4)+2×(1,5×0,4)=3,6+3,8=7,4 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=1,16×2+0,76×2+7,4×0,06/1,16+0,76=4,071⇒Rf tip 1,2/1,6=1/4,071=0,245 W/m2×k

Fig.2.3.2

Fereastra tip 1/1,1:

-unde pentru fereastra tip 1,2/1,6 avem:

Ag:0,3×0,9+0,3×1=0,57 m2 (calculat din fig 2.3.2)

Af=AF-Ag=1,1-0,57=0,53 m2

lf=2×(0,9×0,3)+2×(1×0,3)=5 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=0,57×2+0,53×2+5×0,06/0,57+0,53=2,472⇒Rf tip 1/1,1=1/2,472=0,404 W/m2×k

Fig. 2.3.3

Fereastra tip 1,5/1,8:

-unde pentru fereastra tip 1,5/1,8 avem:

Ag:1×1+1×0,9=1,9 m2 (calculat din fig 2.3.3)

Af=AF-Ag=2,7-1,9=0,8 m2

lf=2×(1×1)+2×(1×0,9)=7,8 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(1,9×2)+(0,8×2)+(7,8×0,06)/0,9+0,8=5,573⇒Rf tip 1,5/1,8=1/5,573=0,179 W/m2×k

Fig.2.3.4

Fereastra tip 0,6/0,8:

-unde pentru fereastra tip 0,6/0,8 avem:

Ag:0,2×0,4+0,3×0,5=0,23 m2 (calculat din fig 2.3.4)

Af=AF-Ag=0,48-0,23=0,25 m2

lf=2×(0,3×0,5)+2×(0,2×0,4)=3,2 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(0,23×2)+(0,25×2)+(3,2×0,06)/0,23+0,25=2,4⇒Rf tip 0,6/0,8=1/2,4=0,416 W/m2×k

Fig 2.3.5

Fereastra tip 0,15/0,20:

-unde pentru fereastra tip 0,15/0,20 avem:

Ag:0,04×0,15+0,06×0,18=0,0168 m2 (calculat din fig 2.3.5)

Af=AF-Ag=0,03-0,0168=0,0132 m2

lf=2×(0,15×0,04)+2×(0,18×0,06)=0,012+0,021=0,0336 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(0,0168×2)+(0,0132×2)+(0,0336×0,06)/0,0168+0,0132=0,1272⇒Rf tip 0,15/0,20=1/0,1272=7,861 W/m2×k

Fig 2.3.6

Fereastra tip 0,3/0,6:

-unde pentru fereastra tip 0,3/0,6 avem:

Ag:0,2×0,2+0,2×0,25=0,09 m2 (calculat din fig 2.3.6)

Af=AF-Ag=0,18-0,09=0,09 m2

lf=2×(0,2×0,25)+2×(0,2×0,2)=0,08+0,1=0,18 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(0,09×2)+(0,09×2)+(0,18×0,06)/0,09+0,09=0,1908⇒Rf tip 0,3/0,6=1/1,1908=0,839 W/m2×k

Fig. 2.3.7

Usa tip 0,7/2:

-unde pentru usa tip 0,7/2 avem:

Ag:0,5×0,7+0,5×0,8=0,75 m2 (calculat din fig 2.3.7)

Af=AF-Ag=0,4-0,75=0,65 m2

lf=2×(0,7×0,5)+2×(0,8×0,5)=0,7+0,8=0,15 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RU=(0,75×2)+(0,65×2)+(0,15×0,06)/0,75+0,65=2,806⇒UU tip 0,7/2=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 0,9/2 si 0,7/1,75 avem: UU=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 1,4/2 avem: 0,356×2=0,712 W/m2×k

2.3 Determinarea coeficientului de masivitate termica “m”

m=1,225-0,05×D

unde D= este indicele inertiei termice a elementelor de constructive si se calculeaza din [3] cu relatia: D=∑ni=1(Ri×Si)

Pentru fereastra si pentru usa exterioara conform [1] si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera D=0,5.

Pentru pardoseala si pentru toate elementele de construcie interioare se considera si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera m=1

Pentru peretele exterior calculam pe D:

D=R1×S1+R2×S2+R3×S3+R4×S4

(situația actulă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

(situația propusă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

S4=Spoli=0,30 W/m2×k

(situația actulă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3= δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

(situația propusă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3=δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

R4=δ/λ1=0,1/0,044=2,272 W/m2×k

(situația actulă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47=5,0053⇒D>4,5⇒m=1

(situația propusă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47+2,272×0,3=5,686⇒D>4,5⇒m=1

Pentru fereastara exterioara si (situația actulă) si (situația propusă) D=0,5.

⇒m=1,225-(0,05×0,5)=1,2

2.4 Determinarea diferentei de temperatura Δt

Δt=Ti-Te [oC]

(situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi:

PESV;FEsv:Δt=20-(-15)=35 oC

PENV: Δt=20-(-15)=35 oC

PI-hol;UI-hol: Δt=20-18=2 oC

PI-baie1: Δt=20-22=2 oC

PDcamera de zi:Δt=20-(-15)=35 oC

Dormitor 1:

PESV;FESV;PESE: Δt=20-(-15)=35 oC

PI-hol1;UI-hol1: Δt=20-18=2 oC

PDdormitor1: Δt=20-(-15)=35 oC

Baie 1:

PENV;FENV;PDbaie1: Δt=22-(-15)=37 oC

PI-sufragerie;PI-hol1;UI-hol1: Δt=22-18=4 oC

PI-camera de zi: Δt=22-20=2 oC

Hol 1:

PESE;UESE;FESE;PDhol1: Δt=18-(-15)=33 oC

PI-camera de zi;UI-camera de zi;PI-dormitor1;UI-dormitor1: Δt=18-20=2 oC

PI-baie1;UI-baie1: Δt=18-22=4 oC

PI-debara;UI-debara: Δt=18-13=5 oC

PI-casa scari;UI-casa scari: Δt=18-15= 3oC

Sufragerie:

PENV;PENE;UENE;FENE: Δt=18-(-15)=35 oC

PI-baie1: Δt=18-22=4 oC

PDsufragerie: Δt=18-(-15)=35 oC

Bucatarie:

PENE;FENE;PDbucatarie: Δt=18-(-15)= 33oC

PI-debara: Δt=18-13=5 oC

Debara:

PENE;FENE: Δt=13-(-15)=28 oC

PI-hol1;PI-bucatarie: Δt=13-18=5 oC

PI-casa scari: Δt=13-15=2 oC

PDdebara: Δt=13-(-15)=28 oC

Casa scari:

PENE;FENE;PESE;FESE;PDcasa scari: Δt=15-(-15)=30 oC

PI-hol1: Δt=15-18=3 oC

PI-debara: Δt=15-13=2 oC

2.5 Determinarea coeficientului de corectie CM

Conform indrumatorului de proiectare din Cap. 2, paragraf 2.5, se considera si in (situația actulă) si (situația propusă): CM=1

3 Determinarea fluxului de caldura pierdut prin sol

Qs={Ap×[(Ti-Tp)/Rp]}+{[CM×(ms/ns)]×[(Ti-Te)/Rbc] }×{[Abc+(1/ns)]×[(Ti-Tij)/Rbc]×Abcj} [W]

Trebuie calculat in acest caz pentru toate incaperile

3.1. Calculul suprafețelor cumulate ale pardoselii și pereților aflați sub nivelul pământului, precum și a benzii de contur

(situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi:

Apl=19,5 m2 din cap.1.4

P=5,2+3,75+3,75+5,2-0,9=17 m

⇒Ap=19,5+17=36,5 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru camera de zi:

Abc=1×lPESV+1×lPENV=5,32+3,87=9,19 m2

Dormitor 1:

Apl=13,87 m2 din cap. 1.4

p=3,75+3,75+3,7+3,7-0,9=14 m

⇒Ap=13,87+14=27,51 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru dormitor 1:

Abc=1×lPESV+1×lPESE=3,87+3,82=7,49 m2

Baie 1:

Apl=5,48 m2 din cap. 1.4

p=2,55+2,55+2,15+2.15-0,7=9,4 m

⇒Ap=5,48+9,4=14,88 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru baie 1:

Abc+1×lPENV=2,4 m2

Sufragerie:

Apl=15,37 m2 din cap 1.4

p=3,75+3,75+4,1+4,1-0,7-0,7-2,4=11,9 m

⇒Ap=15,37+11,9=27,27 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru sufragerie:

Abc=1×lPENE+1×lPENV=3,87+4,22=8,09 m2

Bucatarie:

Apl=6 m2 din cap 1.4

P=1,6+1,6+3,75+3,75-2,4-0,7=7,6 m

⇒Ap=6+7,6=13,6 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru bucatarie:

Abc=1×lPENE=5,55 m2

Hol 1:

Apl=16,21 m2 din cap.1.4

p=6,75+2,15+3,25+5,2+1,55+1-0,9-0,9-1,4-0,7-0,7-0,9-0,9-0,9=12,6 m

⇒Ap=16,21+12,6=28,81 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru hol 1:

Abc=1×lPESE=10,5 m2

Debara:

Apl=3 m2 din cap. 1.4

p=2,65+2,65+1,15+1,15-0,7=6,9 m

⇒Ap=3+6,9=9,9 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru debara:

Abc=1×lPENE=1,4 m2

Casa scari:

Apl=4,1 m2 din cap. 1.4

p=1,55+1,55+2,65+2,65-0,7=7,7 m

⇒Ap=4,1+7,7=11,8 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru casa scari:

Abc=1×lPENE+1×lPESE=8,31+5,01=13,31 m2

3.2 Calculul rezistentei termice cumulate a pardoselii si a stratului de pamant

Rp=(1/α1)+ ∑ni=1×(δ1/λ1) [m2×K/W]

(situația actulă) Din tab. 2.1 din indrumatorul de proiectare avem:λ1=6 m2×K/W

⇒(1/6)+(δparchet/λstejar)+( δsapa/ λsapa)+( δbeton/ λbeton)+( Z-δPD/ λpamant)+( δpamant1/ λpamant1)+( δpamant2/ λpamant2)

(Adancimea panzei freatice) H=6 [m]

Fig. 3.2.1

(situația actulă)

-din anexa A:

λstejar:=0,41 [W/m×k]

λsapa:=0,93 [W/m×k]

λbeton:=1,74 [W/m×k]

-din indrumator pag. 26:

λpamant:=2 [W/m×k]

λpamant1:=2 [W/m×k]

λpamant2:=4 [W/m×k]

⇒(1/6)+(0,02/0,41)+(0,03/0,93)+(0,2/1,74)+[(1,4-0.25)/2]+(3/2)+(3/4) ⇒Rp=3,187 [m2×k/W]

(situația propusă)

-din anexa A:

λstejar:=0,41 [W/m×k]

λsapa:=0,93 [W/m×k]

λbeton:=1,74 [W/m×k]

λpolistiren:=0,044 [W/m×k]

-din indrumator pag. 26:

λpamant:=2 [W/m×k]

λpamant1:=2 [W/m×k]

λpamant2:=4 [W/m×k]

⇒(1/6)+(0,02/0,41)+(0,03/0,93)+(0,2/1,74)+(0,3/0,044)+[(1,4-0.25)/2]+(3/2)+(3/4) ⇒Rp=10,005 [m2×k/W]

3.3 Determinarea temperaturii pamantului

(situația actulă) si (situația propusă) In cazul nostrum avem pentru zona in care suntem Tp=10 oC, conform indrumatorului paragraf 3.3 .

3.4 Deterinarea coeficientului de masivitate termica a solului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza conform fig. 3.2.1

Lmax=AB=AC+CB

⇒AC=(1/4)×2π (H+Z)=(1/4)×2π (6+1,4)=11,62 m

CB=(1/4)×2πH=(1/4)×2π×6=9,424 m

⇒αmax=11,62+9,424=21,044

3.5 Determinarea coeficientului “ns”

(situația actulă) si (situația propusă) Din anexa A avem λpamant=2, din indrumator ns=1; h=0;

3.6 Determinarea rezistentei specifice si benzii si benzii de contur. Avem din tema de proiectare

(situația actulă) si ( situația propusă)

-pentru grosimea fundatiei g=0,65

⇒H=6 din tabelul 3.2 ⇒Rbc=0,742 [m2×k/W]

3.7 Fluxul de caldura transmis prin sol Qs=Ap×{[(Ti-Te)/Rp]+CM}×(ms/ns)×{[(Ti-Te)/Rbc]×Abc}+(1/ns)×[(Ti-Tej)/Abcj] [W] unde:

Qscamera de zi: 36,5×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×9,19+(1/1)×(2/0,742)×7,49=400,847+433,490+20,188=854,525 W (situația actulă)

Qscamera de zi: 36,5×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×9,19+(1/1)×(2/0,742)×7,49=127,686+433,490+20,188=581,364 W (situația propusă)

Qsdormitor1:27,51×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×7,49+(1/1)×(2/0,742) ×9,19=302,119+353,301+24,77=680,190 W (situația actulă)

Qsdormitor1:27,51×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×7,49+(1/1)×(2/0,742) ×9,19=96,236+373,490+24,770=494,496 W (situația propusă)

Qsbaie1:14,88×(37/3,187)+1×(1/1)×(37/0,742)×2,4+(1/1)×(2/0,742) ×9,19=172,751+119,676-24,77=317,157 W (situația actulă)

Qsbaie1:14,88×(37/10,005)+1×(1/1)×(37/0,742)×2,4+(1/1)×(2/0,742) ×7,49=55,028+119,676+24,72=199,424 W (situația propusă)

Qssufragerie:27,27×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×8,09+(1/1)×(4/0,742) ×5,55=282,368+359,797-29,919=612,245 W (situația actulă)

Qssufragerie:27,27×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×8,09+(1/1)×(4/0,742) ×5,55=89,946+381,603-29,919=441,630 W (situația propusă)

Qsbucatarie:13,6×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×5,55+(1/1)×(5/0,742) ×3,09=140,822+246,832+20,822=408,476 W (situația actulă)

Qsbucatarie:13,6×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×5,55+(1/1)×(5/0,742) ×3,09=44,857+261,792+20,822=327,471 W (situația propusă)

Qshol1:28,81×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×10,05+(1/1)×(5/0,742) ×9,19=298,315+466,981+61,927=827,223 W (situația actulă)

Qshol1:28,81×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×10,05+(1/1)×(5/0,742) ×9,19=95,025+466,981+61,927=623,933 W (situația propusă)

Qsdebara:9,9×(28/3,187)+1×(1/1)×(28/0,742)×1,4+(1/1)×(5/0,742) ×5,55=86,974+52,839-22,439=117,365 W (situația actulă)

Qsdebara:9,9×(28/10,005)+1×(1/1)×(28/0,742)×1,4+(1/1)×(5/0,742) ×5,55=22,706+52,830-22,439=58,097 W (situația propusă)

Qscasa scari:11,8×(30/3,187)+1×(1/1)×(30/0,742)×13,32+(1/1)×(3/0,742) ×1,4=111,076+538,544-5,66=643,959 W (situația actulă)

Qscasa scari:11,8×(30/10,005)+1×(1/1)×(30/0,742)×13,32+(1/1)×(3/0,742) ×1,4=35,382+538,544-5,66=568,266 W (situația propusă)

4 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie

4.1 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie (QTk), pentru elementele de constructive k

– se calculeaza cu formula: QTk=CMk×mk×Ak×(Δtk/R’k) [W]

Camera de zi:

QTPESV=1×1×15,96×(35/0,557)=1002,872 W (situația actulă)

QTPESV=1×1×15,96×(35/2,827)=197,594 W (situația propusă)

QTPENV=1×1×11,61×(35/0,557)=729,533 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×11,61×(35/2,827)=143,738 W (situația propusă)

QTPI-baie1=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația actulă)

QTPI-baie1=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația propusă)

QTPI-hol1=1×1×9,15×(2/0,57)=32,105 W (situația actulă)

QTPI-hol1=1×1×9,15×(2/0,57)=32,105 W (situația propusă)

QTPI-dormitor1- nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,19)=353,684 W (situația actulă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,245)=274,285 W (situația propusă)

QTUI-hol1=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-hol1=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTPLcamera de zi=1×1×19,5×(8/1,012)=154,150 W (situația actulă)

QTPLcamera de zi=1×1×19,5×(8/4,346)=35,89 W (situația propusă)

Dormitor 1:

QTPESV=1×1×11,61×(35/0,557)=729,533 W (situația actulă)

QTPESV=1×1×11,61×(35/2,827)=143,738 W (situația propusă)

QTPESE=1×1×11,46×(35/0,557)=720,107 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×11,46×(35/2,827)=141,881 W (situația propusă)

QTPI-camera de zi-nu avem diferente de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

QTPL-hol=1×1×1,46×(2/0,57)=5,112 W (situația actulă)

QTPI-hol=1×1×1,46×(2/0,57)=5,112 W (situația propusă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,190)=353,684 W (situația actulă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,245)=274,285 W (situația propusă)

QTUI-hol=1×1×1,8×(2/0,325)=11,076 W (situația actulă)

QTUI-hol=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTPLdormitor1=1×1×13,87×(8/1,012)=102,766 W (situația actulă)

QTPLdormitor1=1×1×13,87×(8/4,346)=25,531 W (situația propusă)

Baie 1:

QTPENV=1×1×7,2×(37/0,557)=478,276 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×7,2×(37/2,827)=71,312 W (situația propusă)

QTPI-camera de zi=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația actulă)

QTPI-camera de zi=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația propusă)

QTPI-hol=1×1×7,2×(2/0,57)=25,263 W (situația actulă)

QTPI-hol=1×1×7,2×(2/0,57)=25,263 W (situația propusă)

QTPI-sufragerie=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația actulă)

QTPI-sufragerie=1×1×8,01×(2/0,57)=28,105 W (situația propusă)

QTFENV=1×1×0,18×(35/0,19)=35,052 W (situația actulă)

QTFENV=1×1×0,18×(35/0,839)=7,938 W

(situația propusă)

QTUI-hol=1×1×1,4×(2/0,323)=8,668 W (situația actulă)

QTUI-hol=1×1×1,4×(2/0,356)=7,865 W (situația propusă)

QTPLbaie1=1×1×5,48×(8/1,012)=54,15 W (situația actulă)

QTPLbaie1=1×1×5,48×(8/4,346)=12,609 W (situația propusă)

Sufragerie:

QTPENV=1×1×11,61×(33/0,557)=687,845 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×11,61×(33/2,827)=135,525 W (situația propusă)

QTPENE=1×1×12,66×(33/0,557)=750,053 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×12,66×(33/2,827)=147,782 W (situația propusă)

QTPI-baie1=1×1×8,01×(2/0,57)=56,21 W (situația actulă)

QTPI-baie1=1×1×8,01×(2/0,57)=56,21 W (situația propusă)

QTPI-hol;QTPI-bucatarie-nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTFENE=1×1×2,7×(33/0,19)=468,947 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×2,7×(33/0,179)=497,765 W (situația propusă)

QTbolta-hol1;QTbolta-bucatarie=nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPLsufragerie=1×1×2,7×(8/1,012)=91,126 W (situația actulă)

QTPLsufragerie=1×1×2,7×(8/4,346)=21,219 W (situația propusă)

Bucatarie:

QTPENE=1×1×5,55×(33/0,557)=328,815 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×5,55×(33/2,827)=64,785 W (situația propusă)

QTPI-sufragerie;QTPI1-hol;QTPI2-hol-nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPI-debara=1×1×8,31×(5/0,57)=72,894 W (situația actulă)

QTPI-debara=1×1×8,31×(5/0,57)=72,894 (situația propusă)

QTFENE=1×1×0,48×(33/0,19)=83,368 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×0,48×(33/0,416)=38,076 W (situația propusă)

QTbolta-hol1;QTbolta-sufragerie-nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPLbucatarie=1×1×6×(8/1,012)=35,573 W (situația actulă)

QTPLbucatarie=1×1×6×(8/4,346)=8,283 W (situația propusă)

Hol1:

QTPESE=1×1×10,5×(33/0,557)=622,082 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×10,5×(33/2,827)=122,568 W (situația propusă)

QTPI-baie1=1×1×7,2×(33/0,57)=416,842 W (situația actulă)

QTPI-baie1=1×1×7,2×(33/0,57)=416,842 W (situația propusă)

QTPI-sufragerie;QTPI1-bucatarie;QTPI2-bucatarie;QTbolta-sufragerie-nu exista diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPI-camera de zi=1×1×9,15×(2/0,57)=32,105 W (situația actulă)

QTPI-camera de zi=1×1×9,15×(2/0,57)=32,105 W (situația propusă)

QTPI-dormitor1=1×1×11,46×(2/0,57)=40,21 W (situația actulă)

QTPI-dormitor1=1×1×11,46×(2/0,57)=40,21 W (situația propusă)

QTPIdebara=1×1×4,2×(5/0,57)=36,842 W (situația actulă)

QTPIdebara=1×1×4,2×(5/0,57)=36,842 W (situația propusă)

QTPIcasa scari=1×1×5,01×(3/0,57)=26,368 W (situația actulă)

QTPIcasa scari=1×1×5,01×(3/0,57)=26,368 W (situația propusă)

QTFESE=1×1×1,1×(33/0,19)=191,052 W (situația actulă)

QTFESE=1×1×1,1×(33/0,404)=89,851 W (situația propusă)

QTUESE=1×1×2,8×(33/0,396)=247,474 W (situația actulă)

QTUESE=1×1×2,8×(33/0,712)=129,775 W (situația propusă)

QTUI-dormitor1=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-dormitor1=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTUI-camera de zi=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-camera de zi=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTUI-baie1=1×1×1,4×(4/0,323)=8,668 W (situația actulă)

QTUI-baie1=1×1×1,4×(4/0,356)=7,865 W (situația propusă)

QTUI-casa scari=1×1×1,8×(3/0,323)=16,718 W (situația actulă)

QTUI-casa scari=1×1×1,8×(3/0,356)=15,168 W (situația propusă)

QTUI-debara=1×1×1,225×(5/0,323)=18,962 W (situația actulă)

QTUI-debara=1×1×1,225×(5/0,356)=17,205 W (situația propusă)

QTPLhol1=1×1×16,21×(6/1,012)=128,142 W (situația actulă)

QTPLhol1=1×1×16,21×(6/4,346)=22,379 W (situația propusă)

Debara:

QTPENE=1×1×4,2×(28/0,557)=286,535 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×4,2×(28/2,827)=41,598 W (situația propusă)

QTPI-bucatarie=1×1×8,31×(5/0,57)= 72,894 W (situația actulă)

QTPI-bucatarie=1×1×8,31×(5/0,57)= 72,894 W (situația propusă)

QTPI-hol1=1×1×4,2×(5/0,57)= 36,842 W (situația actulă)

QTPI-hol1=1×1×4,2×(5/0,57)=36,842 W (situația propusă)

QTPI-casa scari=1×1×8,31×(2/0,57)=29,157 W (situația actulă)

QTPI-casa scari=1×1×8,31×(2/0,57)=29,157 W (situația propusă)

QTFENE=1×1×0,03×(28/0,19)=4,42 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×0,03×(28/7,861)=0,106 W (situația propusă)

QTUI-hol1=1×1×1,22×(5/0,323)=18,885 W (situația actulă)

QTUI-hol1=1×1×1,22×(5/0,356)=17,134 W (situația propusă)

QTPLcamera de zi=1×1×3×(1/1,012)=2,964 W (situația actulă)

QTPLcamera de zi=1×1×3×(1/4,346)=0,69 W (situația propusă)

Casa scari:

QTPESE=1×1×8,31×(30/0,557)=447,576 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×8,31×(30/2,827)=88,185 W (situația propusă)

QTPEPE=1×1×5,01×(30/0,557)=269,838 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×5,01×(30/2,827)=53,165 W (situația propusă)

QTPI-hol1=1×1×5,01×(3/0,57)=26,368 W (situația actulă)

QTPI-hol1=1×1×5,01×(3/0,57)=26,368 W (situația propusă)

QTPI-debara=1×1×8,31×(2/0,57)=2,368 W (situația actulă)

QTPI-debara=1×1×8,31×(2/0,57)=2,368 W (situația propusă)

QTFESE;QTFENE=1×1×1,1×(30/0,19)=173,684 W (situația actulă)

QTFESE;QTFENE=1×1×1,1×(30/0,404)=81,683 W (situația propusă)

QTUI-hol1=1×1×1,8×(3/0,323)=16,718 W (situația actulă)

QTUI-hol1=1×1×1,8×(3/0,356)=15,168 W (situația propusă)

QTPLcasa scari=1×1×4,1×(3/1,012)=12,154 W (situația actulă)

QTPLcasa scari=1×1×4,1×(3/4,346)=2,83 W (situația propusă)

4.2 Determinarea fluflului de caldura total pierdut prin transmisie de incaperi

-se calculeaza cu formula:

QT=∑ni=1QTk+Qs [W]

Camera de zi: QT=1002,872+729,533+28,105+32,105+20,21+11,145+154,15+854,525=2832,645 W (situația actulă)

QT=197,594+143,738+28,105+32,105+274,285+10,112+35,89+581,364+1303,193 W (situația propusă)

Dormitor 1:

QT=729,533+720,107+5,112+353,684+11,076+102,766+680,190=2602,468 W (caz 1)

QT=143,738+141,881+5,112+274,285+10,112+25,531+494,496=1095,155 W (situația propusă)

Baie 1:

QT=478,276+28,105+25,263+28,105+35,052+8,668+54,15+317,157=974,776 W (situația actulă)

QT=71,312+28,105+25,263+28,105+7,938+7,865+12,609+199,424=380,621 W (situația propusă)

Sufragerie:

QT=687,845+750,053+56,21+468,947+91,126+612,245=2669,426 W (caz 1)

QT=135,525+147,782+56,41+497,765+21,219+441,63=1300,331 W (situația propusă)

Bucatarie:

QT=328,815+72,894+83,368+35,573+408,476+622,082=1551,208 W (situația actulă)

QT=64,785+72,894+38,076+8,283+122,568+327,471=634,077 w (situația propusă)

Hol 1:

QT=622,082+416,842+32,105+40,21+36,842+26,368+191,052+247,474+11,145+11,145+8,668+16,718+18,962+128,142+827,223=2634,978 W (situația actulă)

QT=122,568+416,842+32,105+40,21+36,842+26,368+89,851+129,775+10,112+10,112+7,865+15,168+17,205+22,379+623,933=1593,47 W (situația propusă)

Debara:

QT=286,535+72,894+36,842+29,157+4,42+18,885+2,964+117,365=569,062 W (situația actulă)

QT=41,598+72,894+36,842+29,157+0,106+17,134+0,69+58,097=256,518 W (situația propusă)

Casa scari:

QT=447,576+269,838+16,368+2,368+173,684+16,718+12,154+643,959=1592,665 W (situația actulă)

QT=88,185+53,165+26,368+2,368+81,683+115,168+2,83+568,266=938,033 W (situația propusă)

4.3 Factorii de conversie a valorii fluxului de caldura cedat prin transmisie

4.3.1 Adaosul pentru orientare (Ao)

(situația actulă) si (situația propusă)

Din tab. 4.1 din indrumatorul de proiectare, corespunzator peretelui cu orientarea cea mai defavorabila luam astfel valorile:

Camera de zi: Ao=O;

Dormitor 1: Ao=-5;

Baie 1: Ao=+5;

Sufragerie: Ao=+5;

Bucatarie: Ao=+5;

Hol 1: Ao=-5;

Debara: Ao=+5;

Casa scari: Ao=0;

4.3.2 Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci (Ac)

Daca Rm<10 m2×k/W, atunci valoarea lui Ac se citeste din fig. 4.1 din indrumatorul de proiectare.

Calculam rezistenta termica medie cu formula:

Rm=[AT×(Ti-Te)×CM]/QT [m2×k/W]

unde: AT [m2]- aria suprafetei totale aincaperii.

Ti,Te,QT- au semnificatiile anterioare.

Camera de zi: AT=15,96+11,61+8,01+9,15+11,61+1,92+1,8+19,5+19,5=99,06 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(99,06×35×1)/2832,645=1,223 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(99,06×35×1)/1303,193=2,66 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=9,7 (situația actulă)

⇒Ac=7,1 (situația propusă)

Dormitor 1:

AT=11,61+11,46+11,61+11,46+1,92+1,8+13,87+13,87=77,6 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(77,6×35×1)/2602,468=1,043 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(77,6×35×1)/1035,155=2,48 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=10,7 (situația actulă)

⇒Ac=7,3 (situația propusă)

Baie 1:

AT=7,2+8,01+7,2+8,01+0,18+1,4+5,48+5,48=42,96 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(42,96×37×1)/974,776=1,63 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(42,96×37×1)/380,621=3,16 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=8,7 (situația actulă)

⇒Ac=6,1 (situația propusă)

Sufragerie:

AT=11,61+12,66+8,01+4,65+11,61+2,7+1,4+1,4+4,8+15,37+15,37=89,58 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(89,58×33×1)/2669,426=1,107 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(89,58×33×1)/1300,331=2,273 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=10,8 (situația actulă)

⇒Ac=7,2 (situația propusă)

Bucatarie:

AT=5,55+11,61+5,55+3,3+8,31+0,48+1,4+4,8+6+6=53 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(53×33×1)/1551,208=1,127 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(53×33×1)/634,077=2,758 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=10,6 (situația actulă)

⇒Ac=6,9 (situația propusă)

Hol 1:

AT=10,5+4,65+7,2+9,15+11,46+5,55+4,2+3,3+5,01+1,1+2,8+1,8+1,8+1,4+1,8+1,4+1,08+0,9+1225+16,21+16,21=108,745 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(108,745×33×1)/2634,978=1,361 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(108,745×33×1)/1593,47=2,252 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=9,2 (situația actulă)

⇒Ac=6,4 (situația propusă)

Debara:

AT=4,2+8,31+4,2+8,31+0,03+1,22+3+3=32,27 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(32,27×28×1)/569,062=1,587 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(32,27×28×1)/256,518=3,522 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=8,5 (situația actulă)

⇒Ac=6,3 (situația propusă)

Casa scari:

AT=8,31+5,01+5,01+8,31+1,1+1,1+1,8+4,1+4,1=38,84 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(38,84×30×1)/1592,665=0,731 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(38,84×30×1)/938,033=1,242 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=15,8 (situația actulă)

⇒Ac=9,4 (situația propusă)

4.3.3 Calculul procentual al influentei orientarii si suprafetei reci.

Se calculeaza cu formula:Y%=(Ao+Ac)/100 [%]

Camera de zi:

Y%=(0+9,7)/100=0,097 % (situația actulă)

Y%=(0+7,1)/100=0,071 % (situația propusă)

Dormitor 1:

Y%=(-5+10,7)/100=0,057 % (situația actulă)

Y%=(-5+7,3)/100=0,023 % (situația propusă)

Baie 1:

Y%=(5+8,7)/100=0,137 % (situația actulă)

Y%=(5+6,1)/100=0,111 % (situația propusă)

Sufragerie:

Y%=(5+10,7)/100=0,157 % (situația actulă)

Y%=(5+7,2)/100=0,122 % (situația propusă)

Bucatarie:

Y%=(5+10,6)/100=0,156 % (situația actulă)

Y%=(5+6,9)/100=0,119 % (situația propusă)

Hol 1:

Y%=(-5+9,2)/100=0,042 % (situația actulă)

Y%=(-5+6,4)/100=0,014 % (situația propusă)

Debara:

Y%=(5+8,5)/100=0,135 % (situația actulă)

Y%=(-5+6,3)/100=0,013 % (situația propusă)

Casa scari:

Y%=(0+15,8)/100=0,158 % (situația actulă)

Y%=(0+9,4)/100=0,094 % (situația propusă)

4.4 Determinarea fluxului de caldura de corectat pierdut prin transmisie de o incapere.

Fluxul de caldura corectat se determina cu formula: QTC=QT ×(1+Y%) [W]

Camera de zi:

QTC=2832,645×(1+0,097)=3107,411 W (situația actulă)

QTC=1303,193×(1+0,071)=1395,719 W (situația propusă)

Dormitor 1:

QTC=2602,468×(1+0,057)=2750,808 W (situația actulă)

QTC=1095,115×(1+0,023)=1120,343 W (situația propusă)

Baie 1:

QTC=974,776×(1+0,135)=1108,32 W (situația actulă)

QTC=380,621×(1+0,111)=422,869 W (situația propusă)

Sufragerie:

QTC=2669,426×(1+0,157)=3088,525 W (situația actulă)

QTC=1300,33×(1+0,122)=1395,719 W (situația propusă)

Bucatarie:

QTC=2551,208×(1+0,156)=1793,196 W (situația actulă)

QTC=634,077×(1+0,119)=709,532 W (situația propusă)

Hol 1:

QTC=2634,978×(1+0,042)=2745,647 W (situația actulă)

QTC=1593,47×(1+0,014)=1615,778 W (situația propusă)

Debara:

QTC=569,062×(1+0,135)=645,885 W (situația actulă)

QTC=256,518×(1+0,013)=259,852 W (situația propusă)

Casa scari:

QTC=1592,665×(1+0,158)=1844,306 W (situația actulă)

QTC=938,033×(1+0,094)=1026,208 W (situația propusă)

5 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor

5.1 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor in functie de numarul de schimburi de aer

Qi1={[nao×CM×v×ρ×cp×(Ti-Te)+Qu]×[1+(Ac/100)]} [W]

5.1.1 Numarul de schimburi de de aer

(situația actulă) si (situația propusă)

a) pentru camera de locuit (general): nao=0,22×10-3 m3/s/m3

b) pentru bucatarii, sufargerii: nao=0,33×10-3 m3/s/m3

c) pentru bai: nao=0,22×10-3 m3/s/m3

5.1.2 Calculul volumului incaperilor

(situația actulă) si (situația propusă)

Se va face cu relatia: V=APD×h [m3]

Camera de zi: V=3×19,5=58,5 m3

Dormitor 1: V=3×13,87=41,61 m3

Baie 1: V=3×5,48=16,44 m3

Sufragerie: V=3×15,37=46,11 m3

Bucatarie: V=3×6=18 m3

Hol 1: V=3×16,21=48,63 m3

Debara: V=3×3=9 m3

Casa scari: V=3×4,1=12,3 m3

5.1.3 Calcularea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns la deschiderea usilor exterioare

Avem usi exterioare doar la hol 1 si sufragerie, dar nu sunt niste usi care se deschid oarte fregvent, deci revenim la calculul Qi1 (sarcina termica), din paragraful 5.1, astfel:

Camera de zi:

Qi1=(0,22×10-3×1×58,5×1,205×1,003×35)×[1+(9,7/100)]=597,229 W (situația actulă)

Qi2=(0,22×10-3×1×58,5×1,205×1,003×35)×[1+(7,1/100)]=583,074 W (situația propusă)

Dormitor 1:

Qi1=(0,22×10-3×1×41,61×1,205×1,003×35)×[1+(10,7/100)]=428,67 W (situația actulă)

Qi2=(0,22×10-3×1×41,61×1,205×1,003×35)×[1+(7,3/100)]=415,504 W (situația propusă)

Baie 1:

Qi1=(0,28×10-3×1×16,44×1,205×1,003×37)×[1+(8,7/100)]=223,758 W (situația actulă)

Qi2=(0,28×10-3×1×16,44×1,205×1,003×37)×[1+(6,1/100)]=218,406 W (situația propusă)

Sufragerie:

Qi1=(0,33×10-3×1×46,11×1,205×1,003×33)×[1+(10,8/100)]=672,435 W (situația actulă)

Qi2=(0,33×10-3×1×46,11×1,205×1,003×33)×[1+(7,2/100)]=650,587 W (situația propusă)

Bucatarie:

Qi1=(0,33×10-3×1×18×1,205×1,003×33)×[1+(10,6/100)]=262,025 W (situația actulă)

Qi2=(0,33×10-3×1×18×1,205×1,003×33)×[1+(6,9/100)]=253,269 W (situația propusă)

Hol 1:

Qi1=(0,22×10-3×1×48,63×1,205×1,003×33)×[1+(9,2/100)]=465,963 W (situația actulă)

Qi2=(0,22×10-3×1×48,63×1,205×1,003×33)×[1+(6,4/100)]=454,015 W (situația propusă)

Debara:

Qi1=(0,22×10-3×1×1,9×1,205×1,003×28)×[1+(8,5/100)]=72,701 W (situația actulă)

Qi2=(0,22×10-3×1×1,9×1,205×1,003×28)×[1+(6,3/100)]=71,226 W (situația propusă)

Casa scari:

Qi1=(0,22×10-3×1×12,3×1,205×1,003×30)×[1+(15,8/100)]=113,617 W (situația actulă)

Qi2=(0,22×10-3×1×12,3×1,205×1,003×30)×[1+(9,4/100)]=107,338 W (situația propusă)

5.2 Determinarea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns si infiltrate la deschiderea usilor si a ferestrelor functie de viteza conventionala a vantului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza cu formula :

Qi2={CM×[E×∑i×L×v4/3×(Ti-Te)]+Qu}×[1+(Ac/100)] [W]

5.2.1 Factorul de corectie de inaltime

(situația actulă) si (situația propusă)

Pentru incaperi din cladiri cu mai putin de 12 niveluri: E=1.

5.2.2 Coeficientul de infiltrare prin rosturi “i”

La aceasta cladire exista pereti despartitori, avem cladire greu permeabila, valoarea coeficientului de infiltratie o citim din tab. 5.2, pag. 37,din indrumatorul de proiectare

(situația actulă) si (situația propusă) Pentru toate camerele avem: i=0,1177

5.2.3 Lungimea rosturilor “L”

Perimetrul elementului mobil la ferestre si usi:

-se calculeaza cu ajutorul fig. de la paragraful 2.3

PemF1,2/1,6=2×1,6+2×0,4=4 m

PemF1/1,1=2×1,1+2×0,3=2,8 m

PemF1,5/1,8=2×1,5+2×1=5 m

PemF0,6/0,8=2×0,6+1×0,2+1×0,3=1,7 m

PemF0,15/0,20=2×0,2+1×0,06+1×0,04=0,5 m

PemF0,3/0,6=2×0,3+2×0,2=1 m

PemU0,7/2=2×2+2×0,5=5 m

PemU0,9/2=2×2+2×0,6=5,2 m

PemU1,4/2=2×2+2×1=6 m

PemU0,7/1,75=2×1,75+2×0,5=4,5 m

(situația actulă) si (situația propusă)

Camera de zi: ∑li=4+5,2=9,2 m

Dormitor 1: ∑li=4+5,2=9,2 m

Baie 1: ∑li=1+5=6 m

Sufragerie: ∑li=5+5=10 m

Bucatarie: ∑li=1,7 m

Hol 1: ∑li=6+2,8=8,8 m

Debara: ∑li=4,5+0,5=5 m

Casa scari: ∑li=5,2+2,8+2,8=10,8 m

5.2.4 Viteza conventionala a vantului de calcul “V”

Se citeste din tab. 5.3 pag 39, din indrumatorul de proiectare astfel:

Cladirea noastra se afla in zona climatica II si se afla in localitate:

(situația actulă) si (situația propusă)

V4/3=8,55 m/s

⇒calculam Qi2 pe fiecare incapere in parte astfel:

Camera de zi:

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(9,7/100)]}=355,471 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(7,1/100)]}=347,046 W (situația propusă)

Dormitor 1: Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(10,7/100)]}=358,721 W(situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(7,3/100)]}=347,694 W(caz

2)

Baie 1:

Qi2={[1×(1×0,1177×6×8,55×37)+0]×[1+(8,7/100)]}=242,842 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×6×8,55×37)+0]×[1+(6,1/100)]}=237,034 W (situația propusă)

Sufragerie: Qi2={[1×(1×0,1177×10×8,55×33)0]×[1+(10,8/100)]}=367,959 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×10×8,55×33)+0]×[1+(7,2/100)]}=356,001 W (situația propusă)

Bucatarie: Qi2={[1×(1×0,1177×1,7×8,55×33)+0]×[1+(10,6/100)]}=62,439 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×1,7×8,55×33)+0]×[1+(6,9/100)]}=60,35 W (situația propusă)

Hol 1:

Qi2={[1×(1×0,1177×8,8×8,55×33)+0]×[1+(9,2/100)]}=319,125 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×8,8×8,55×33)+0]×[1+(6,4/100)]}=310,943 W (situația propusă)

Debara:

Qi2={[1×(1×0,1177×5×8,55×28)+0]×[1+(8,5/100)]}=152,862 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×5×8,55×28)+0]×[1+(6,3/100)]}=149,762 W (situația propusă)

Casa scari: Qi2={[1×(1×0,1177×10,8×8,55×30)+0]×[1+(15,8/100)]}=377,568 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×10,8×8,55×30)+0]×[1+(9,4/100)]}=356,701 W (situația propusă)

5.3 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschidera usilor si ferestrelor

Se determina ca valoarea maxima intre sarcinile termice Qi1 si Qi2: ⇒ Qi=max(Qi1 ; Qi2) [W]

(situația actulă)

Camera de zi: Qi= max(597,229;355,471)=597,229 W

Dormitor 1: Qi=max(428,67;358,721)=428,67 W

Baie 1: Qi=max(223,758;242,842)=242,842 W

Sufragerie: Qi=max(672,435;367,959)=672,434 W

Bucatarie: Qi=max(262,025;62,439)=262,025 W

Hol 1: Qi=max(465,363;319,125)=465,963 W

Debara: Qi=max (72,701;152,862)=152,862 W

Casa scari: Qi=max (113,617;377,568)=377,568 W

(situația propusă)

Camera de zi: Qi= max(583,074;347,047)=583,347W

Dormitor 1: Qi=max(415,504;347,694)=415,504 W

Baie 1: Qi=max(218,406;237,034)=237,034 W

Sufragerie: Qi=max(650,587;356,001)=690,017 W

Bucatarie: Qi=max(253,259;60,35)=253,259 W

Hol 1: Qi=max(454,015;310,943)=454,015 W

Debara: Qi=max (71,226;149,762)=149,762 W

Casa scari: Qi=max (102,338;356,701)=356,701 W

6.Determinarea necesarului de caldura de calcul

6.1 Determinarea necesarului de caldura de calcul

Se face cu formula: Q=QT+Qi, pentru fiecare incapere in parte:

(situația actulă)

Camera de zi: Q=2832,645+597,229=3429,74 W

Dormitor 1: Q=2602,468+428,67=2602,428 W

Baie 1: Q=974,776+242,842=1217,618 W

Sufragerie: Q=2669,426+672,435=3341,861 W

Bucatarie: Q=1551,208+262,434=1813,643 W

Hol 1: Q=2634,978+465,963=3100,941 W

Debara: Q=569,062+152,862=721,924 W

Casa scari: Q=1592,665+377,568=1970,233 W

(situația propusă)

Camera de zi: Q=1303,193+583,347=1886,54 W

Dormitor 1: Q=1095,155+415,504=1510,659 W

Baie 1: Q=380,621+237,034=617,655 W

Sufragerie: Q=1300,331+650,587=1950,918 W

Bucatarie: Q=634,077+253,259=887,336 W

Hol 1: Q=1593,47+454,015=2047,485 W

Debara: Q=256,518+149,762=406,28 W

Casa scari: Q=938,033+356,701=1294,734 W

6.2 Suma necesarului de caldura pentru tot parterul

Se stabileste cu relatia: ∑Qn parter

(situația actulă) Q1parter=3429,74+2602,428+1217,618+3341,861+1813,643+3100,941+721,924+1970,233=18198,522 W=18,198 kW

(situația propusă)

Q2parter=1886,54+1510,659 +617,655 +1950,918 +887,336 +2047,485 +406,28 +1294,734=10601,607=10,601 kW

6.3 Diferenta dintre situația actulă si situația propusă , a necesarului de caldura

Se calculeaza cu formula: ΔQcaz1/caz2=Qcaz1-Qcaz2, pentru fiecare incapere in parte:

Camera de zi: ΔQcaz1/caz2=3429,874-1886,54=1543,334 W=1,543 kW

⇒44,99 %

Dormitor 1: ΔQcaz1/caz2=2602,428-1510,659=1091,769 W=1,091 kW

⇒41,95 %

Baie 1: ΔQcaz1/caz2=1217,618-617,655=599,963 W=0,599 kW

⇒49,27 %

Sufragerie: ΔQcaz1/caz2=3341,861-1950,918=1390,943 W=1,39 kW

⇒41,62 %

Bucatarie: ΔQcaz1/caz2=1813,643-887,336=926,307 W=0,926 kW

⇒51,07 %

Hol 1: ΔQcaz1/caz2=3100,941-2047,485=1053,456 W=1,53 kW

⇒33,97 %

Debara: 1543,334 caz1/caz2=721,924-406,28=315,644 W=0,315 kW

⇒43,72 %

Casa scari: ΔQcaz1/caz2=1970,233-1294,734=675,499 W=0,675 kW

⇒34,28 %

6.4 Diferenta totala a necesarului de caldura pentru parter

ΔQTparter=1543,334+1091,769 +599,963+1390,943 +926,307 +1053,456 +315,644 +675,499 =7596,915 W=7,597 kW

⇒42,6 %

6.5 Suprafata totala supusa analizei

Din schita casei avem:

APDcamera de zi+APDdormitor1+APDhol1+APDbaie1+APDsufragerie+APDbucatarie+

APDdebara+APDcasa scari=13,87+19,5+16,21+5,58+15,37+6+3+4,1=83,63 m2

Suprafata totala etaj: 83,63 m2

4.1.2.2 Necesarul de caldură pentru etaj

1.Determinarea marimilor geometrice

1.1.1 Calculul grosimii peretilor

Pereti exteriori:

(situația actulă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPE2: zidarie din BCA:0,25 m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02 m

(situația propusă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPE2: zidarie din BCA:0,25m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02 m

δPE4: polistiren EPS80: 0,1 m

Pereti interiori:

(situația actulă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

(situația propusă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20 m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

Pardoseala parter:

(situația actulă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

(situația propusă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

δPD4: polistiren exturdat: 0,3 m

Planseu peste parter:

(situația actulă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

(situația propusă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPL3: vata minerala: 0,15 m

1.1.2 Calculul grosimii totale a elementelor de constructive:

-se face cu relatia: δelem=∑ni=1 δi [m] 1.1

(situația actulă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3=0,03+0,25+0,02=0,3 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3=0,02+0,03+0,2=0,25 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2=0,1+0.03=0,13 m

(situația propusă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3+ δPE4=0,03+0,25+0,02+0,1= 0,4 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3+ δPD4 =0,02+0,03+0,20+0,3 =0,55 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2+ δPL3=0,1+0.03+0,15=0,28 m

1.2 Alegerea elementelor prin care are loc schimb de caldura prin transmisie

1.2.1 Stabilirea temperaturilor exterioare conventionale de calcul

Conform anexei B din indrumator, dar si de zona unde este amplasata locuinta: Zona IV, rezulta Te = -15o C.

1.2.2 Stabilirea temperaturilor interioare conventionale de calcul

(situația actulă) -pentru incaperi incalzite avem:

Dormitor 2: Ti = 20oC

Dormitor 3: Ti = 20oC

Baie 2: Ti = 22oC

Birou: Ti = 20oC

Living: Ti = 18oC

Hol 2: Ti = 18oC

Casa scari: Ti = 15oC

(situația propusă) -pentru incaperi incalzite dar si isolate termic avem:

Dormitor 2: Ti = 20oC

Dormitor 3: Ti = 20oC

Baie 2: Ti = 22oC

Birou: Ti = 20oC

Living: Ti = 18oC

Hol 2: Ti = 18oC

Casa scari: Ti = 15oC

1.2.3 Stabilirea elementelor de constructive supuse analizei

(situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PESV

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Fereastra exterioara orientata spre SV: FESV

Dormitor 2, (elemente interioare):

Perete interior spre baie 2: PI-baie2

Perete interior spre hol 2: PI-hol2

Perete interior spre dormitor 3: PI-dormitor3

Usa interioara spre hol 2: UI-hol2

Pardoseala dormitor 2: PDdormitor2

Planseu dormitor 2: PLdormitor2

Dormitor 3, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PESV

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Fereastra exterioara orientata spre SV: FESV

Dormitor 3, (elemente interioare):

Perete interior spre dormitor 2: PI-dormitor2

Perete interior spre hol 2: PI-hol2

Usa interioara spre hol 2: UI-hol2

Pardoseala dormitor 3: PDdormitor3

Planseu dormitor 3: PLdormitor3

Baie 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Fereastra exterioara orientate spre NV: FENV

Baie 2, (elemente interioare):

Perete interior spre dormitor2: PI-dormitor2

Perete interior spre hol 2: PI-hol2

Perete interior spre birou: PI-birou

Usa interioara spre hol 2: UI-hol2

Pardoseala baie 2: PDbaie2

Planseu baie 2: PLbaie2

Birou, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientate spre NE: FENE

Birou, (elemente interioare):

Perete interior spre baie 2: PI-baie2

Perete interior spre living: PI-living

Usa inerioara spre living: UI-living

Pardoseala birou: PDbirou

Planseu birou: PLbirou

Living, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientata spre NE: FENE

Living, (elemente interioare):

Perete interior spre birou: PI-birou

Perete interior spre hol2: PI1-hol2

Perete interior spre casa scari: PI-casa scari

Pardoseala living: PDliving

Planseu living: PLliving

Hol 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Usa exterioara orientata spre SE: UESE

Fereastra exterioara orientate spre SE: FESE

Hol 2, (elemente interioare):

Perete interior spre dormitor 2: PI-dormitor2

Perete interior spre dormitor 3: PI-dormitor3

Perete interior spre baie2: PI-baie2

Perete interior spre living: PI-living

Perete interior spre casa scari: PI-casa scari

Usa interioara spre dormitor 2: UI-dormitor2

Usa interioara spre dormitor 3: UI-dormitor3

Usa interioara spre baie 2: UI-baie2

Usa interioara spre casa scari: UI-casa scari

Pardoseala hol 2: PDhol2

Planseu hol 2: PLhol2

Casa scari, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Perete exterior orientat spre NE: PENE

Fereastra exterioara orientata spre SE: FESE

Casa scari, (elemente interne):

Perete interior spre hol2: PI-hol2

Perete interior spre living: PI-living

Pardoseala casa scari: PDcasa scari

Planseu casa scari: PLcasa scari

1.3 Calculul dimensiunilor fiecarui element ales anterior

1.3.1 Pentru elementele de constructive opace

-plan orizontal: (situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2:

lPESV=4,7+1/2×0,25=4,825 m

lPENV=4+1/2×0,25=4,125 m

lPI-baie2=2,6+1/2×0,25=2,725 m

lPI-hol2=1/2×0,25+1,75+1/2×0,25=2 m

lPI-dormitor3=4+1/2×0,25=4,125 m

Dormitor 3:

lPESV=4,2+1/2×0,25=4,325 m

lPESE=4+1/2×0,25=4,125 m

lPI-dormitor2=4+1/2×0,25=4,125 m

lPI-hol2=4,2+1/2×0,25=4,325 m

Baie 1:

lPENV:1/2×0,25+2,2+1/2×0,25=2,45 m

lPI-dormitor2=2,6+1/2×0,25=2,725 m

lPI-hol2=1/2×0,25+2,2+1/2×0,25=2,45 m

lPI-birou=2,6+1/2×0,25=2,725 m

Birou:

lPENV=3,45+1/2×0,25=3,575 m

lPENE=2,6+1/2×0,25=2,725 m

lPI-baie2=2,6+1/2×0,25=2,725 m

lPI-living=3,45+1/2×0,25=3.575 m

Living:

lPENE=1/2×0,25+4,5+1/2×0,25=4,75 m

lPI-birou=3,45+1/2×0,25=3,575 m

lPI-hol2=1/2×0,25+4,5+1/2×0,25=4,75 m

lPI-casa scari=3,45+1/2×0,25=3,575 m

Hol 2:

lPESE=1/2×0,25+2,2+1/2×0,25=2,45 m

lPI-living=1/2×0,25+4,5+1/2×0,25=4,75 m

lPI-baie2=1/2×0,25+2,2+1/2×0,25=2,45 m

lPI-dormitor2=1/2×0,25+1,75+1/2×0,25=2 m

lPI-dormitor3=4,2+1/2×0,25=4,45 m

lPI-casa scari=1,55+1/2×0,25=1,67 m

Casa scari:

lPESE=3,45+1/2×0,25=3,7 m

lPENE=1,55+1/2×0,25=1,67 m

lPI-hol=1,55+1/2×0,25=1,67 m

lPI-living=3,45+1/2×0,25=3,7 m

-plan vertical (situația actulă) si (situația propusă)

Toate incaperile au: h=H=cota interioara [m]

-in cazul nostrum: h=3 m

1.3.2 Determinarea dimensiunilor pentru elementele de constructie vitrate

Se citesc din planul casei. (situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2 :

lFESV=1,6 m

hFESV=1,2 m

lUI-hol2=0,9 m

hUI-hol2=2m

Dormitor 3:

lFESV=1,6 m

hFESV=1,2 m

lUI-hol2=0,9 m

hUI-hol2=2 m

Baie 2:

lFENV=0,6 m

hFENV=0,6 m

lUI-hol2=0,9 m

hUI-hol2=2 m

Birou:

lFENE=1 m

hFENE=1,1 m

lUENE=0,9 m

hUENE=2 m

Living:

lFENE=1,2 m

hFENE=1,6 m

lbolta-hol2=2,4 m

hbolta-hol2-2 m

lUI-birou=0,9 m

hUI-birou=2 m

Hol:

lFESE=1,1 m

hFESE=1 m

lUESE=0,7 m

hUESE=2 m

lUI-dormitor2=0,9 m

hUI-dormitor2=2 m

lUI-dormitor3=0,9 m

hUI-dormitor3=2 m

lUI-baie2=0,9 m

hUI-baie2=2 m

lbolta-living=2,4 m

hbolta-living=2 m

Casa scari:

lFESE=1,1 m

hFESE=1 m

1.4 Determinarea ariei prin care are loc schimbul de caldura (Q)

A=l×h; (situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2:

APESV=4,825×3=14,475 m2

APENV=4,125 ×3=12,375 m2

API-baie2=2,725 ×3=6,825 m2

API-hol2=2×3=6 m2

API-dormitor3=4,125 ×3=12,375 m2

AFESV=1,6×1,2=1,92 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APDcamera de zi;APLcamera de zi=4,7×4=18,8 m2

Dormitor 3:

APESV=4,325 ×3=12,975 m2

APESE=4,125 ×3=12,375 m2

API-dormitor2=4,125 ×3=12,375 m2

API-hol2=4,325×3=12,975 m2

AFESV=1,6×1,2=1,92 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APDdormitor1;APLdormitor1=4,2×4=16,8 m2

Baie 1:

APENV=2,45 ×3=7,35 m2

API-dormitor2=2,725 ×3=8,175 m2

API-hol2=2,45×3=7,35 m2

API-birou=2,725×3=8,175 m2

AFENV=0,6×0,6=0,36 m2

AUI-hol=0,9×2=1,8 m2

APDbaie1;APLbaie1=2,2×2,6=5,72 m2

Birou:

APENV=3,575×3=10,725 m2

APENE=2,725×3=8,175 m2

API-baie2=2,725 ×3=8,175 m2

API-living=3,575×3=10,725 m2

AFENE=1×1,1=1,1 m2

AUENE=0,9×2=1,8 m2

APDbirou;APLbirou

=3,45×2,6=8,97 m2

Living:

APENE=4,75×3=14,25 m2

API-birou=3,575 ×3=10,725 m2

API1-hol2=4,75×3=14,25 m2

API-casa scari=3,575×3=10,725 m2

AFENE=1,2×1,6=1,92 m2

Abolta-hol2=2,4×2=4,8 m2

APDbucatarie;APLbucatarie=3,45×4,5=15,525 m2

Hol 2:

APESE=2,45×3=7,35 m2

API-living=4,75×3=14,25 m2

API-baie2=2,45×3=7,35 m2

API-dormitor2=2×3=6 m2

API-dormitor3=4,45×3=13,35 m2

API-casa scari=1,67×3=5,01 m2

AFESE=1,1×1=1,1 m2

AUESE=0,7×2=1,4 m2

AUI-dormitor3=0,9×2=1,8 m2

AUI-dormitor2=0,9×2=1,8 m2

AUI-baie2=0,9×2=1,8 m2

Abolta-living=2,4×2=4,8 m2

APDhol;APLhol=6,3×2,2=13,86 m2

Casa scari:

APESE=3,7×3=11,1 m2

APENE=1,67×3=5,01 m2

API-hol2=1,67×3=5,01 m2

API-living=3,7×3=11,1 m2

AFESE=1,1×1=1,1 m2

APD-casa scari;APL-casa scari=1,55×3,45=5,347 m2

1.5 Stabilirea numarului de elemente de constructive identice care au aceiasi orientare

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.6 Calculul ariei totale a elementelor vitrate de acelasi fel, apartinand aceluisi element opac

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.7 Calculul suprafetei totale a elementelor vitrate

(situația actulă) si (situația propusă)

Hol 2: Atv=∑ni=1AtFi+∑ni=1AtUj=1,4+1,1=2,5 m2

1.8 Determinarea ariei reale a elementelor opace prin care are loc schimbul de caldura (Q)

(situația actulă) si (situația propusă)

Ar=At+Atv [m2] ⇒

Hol: ArPESE-Atv=7,35 -2,5=4,85 m2

2 Calculul rezistentei termice

2.1 Calculul rezistentei termice a elementelor de constructive opace

R’=Rsi+Rcond+Rse [m2×K/W ]

(situația actulă) si (situația propusă)

-citim din tabelul 2.1 din indrumatorul de proiectare:

Pentru pereti exteriori: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,042 m2×K/W

Pentru pereti interiori: Rsi=Rse=0,125=0,125 m2×K/W

Pentru pardoseala parter: Rsi=0,167 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

Pentru planseu parter: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

2.1.2 Determinarea rezistentei termice la conductie

(situația actulă) si (situația propusă) – se calculeaza conform normativului [3] si cu relatia: ∑ni=1 δi/λi=δPE1/λtenc+ δPE2/λBCA+ δPE3/λtenc+ δPE4/λpol, dupa caz.

Pereti exteriori:

(situația actulă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87=0,39 m2×K/W

(situația propusă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87+0,1/0,044=2,66 m2×K/W

Pereti interiori:

(situația actulă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

(situația propusă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

Pardoseala etaj 1:

(situația actulă) RcondPD=0,025/0,87+0,15/1,74+0,02/0,41=0,167 m2×K/W

-unde λbeton armat il gasim in anexa A la beton B250 (1,74 m2×K/W)

-unde δPD2 il gasim in schita casei (0,15 m)

-unde λstejar il gasim in anexa A la parchet din lemn de stejar (0,41 m2×K/W)

-unde δPD3 il gasim in schita casei (0,02 m)

(situația propusă) RcondPD=0,025/0,87+0,15/1,74+0,02/0,41+0,3/0,44=0,845 m2×K/W

-unde λbeton armat il gasim in anexa A la beton B250 (1,74 m2×K/W)

-unde δPD2 il gasim in schita casei (0,15 m)

-unde λstejar il gasim in anexa A la parchet din lemn de stejar (0,41 m2×K/W)

-unde δPD3 il gasim in schita casei (0,02 m)

-unde λpolistiren il gasim in anexa A la polistiren (0,044 m2×K/W)

-unde δPD4 il gasim in schita casei (0,3 m)

Planseu etaj 1:

(situația actulă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87=0,803 m2×K/W

(situația propusă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87+0,15/0,045=4,137 m2×K/W

-unde λrigips il gasim in anexa A la placi termoizolante.

-unde λvata mineral o gasim in anexa A tip 70.

2.1.3. Determinarea rezistentei termice specifice:

-calculul se face cu formula:R’=Rsi+Rcond+Rse.

(situația actulă) -pentru PE: 0,125+0,39+0,042=0,557 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PE: 0,125+2,66+0,042=2,827 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PL: 0,125+0,803+0,084=1,012 m2×K/W

(situația propusă) –pentru PL: 0,125+4,137+0,084=4,346 m2×K/W

(situația actulă)- pentru PD:0,167+0,167+0,084=0,418 m2×K/W

(situația propusă)- pentru PD:0,167+0,845+0,084= 1,096 m2×K/W

2.3 Calcularea rezistentei termice a elementelor de constructie vitrate.

(situația actulă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplare din lemn de stejar

Ferestrele au tamplarie din lemn de stejar

(situația propusă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplarie din PVC

Ferestrele au tamplarie din PVC

(situația actulă) R’UI=Rsi+RcondUI+Rse=0,125+0,073+0,125=0,323 m2×K/W

R’UE=Rsi+RcondUE+Rse=0,125+0.146+0,125=0,396 m2×K/W

R’FE=0,19 m2×K/W ( valoarea o gasim in tabelulul 2.2 din indrumatorul de proectare, pentru fereastra simpla cu o folie de geam).

unde: RcondUI= δ usa/ λstejar=0,03/0,41=0,073 m2×K/W

RcondUE= δusa/λstejar=0,06/0,41=0,146 m2×K/W

(situația propusă) UU=1/RU=Ag×Ug+Af×Uf+lp×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

UF=1/RF=Ag×Ug+Af×Uf+lg×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

-usile sunt vitrate

-ferestrele sunt simple

(Fig.2.3.1)

Fereasta tip 1,2/1,6:

-unde pentru fereastra tip 1,2/1,6 avem:

Ag:0,4×1,4+0,4×1,5=1,16 m2 (calculat din fig 2.3.1)

Af=AF-Ag=1,92-1,16=0,76 m2

lf=2×(1,4×0,4)+2×(1,5×0,4)=3,6+3,8=7,4 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=1,16×2+0,76×2+7,4×0,06/1,16+0,76=4,071⇒Rf tip 1,2/1,6=1/4,071=0,245 W/m2×k

Fig.2.3.2

Fereastra tip 1/1,1:

-unde pentru fereastra tip 1,2/1,6 avem:

Ag:0,3×0,9+0,3×1=0,57 m2 (calculat din fig 2.3.2)

Af=AF-Ag=1,1-0,57=0,53 m2

lf=2×(0,9×0,3)+2×(1×0,3)=5 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=0,57×2+0,53×2+5×0,06/0,57+0,53=2,472⇒Rf tip 1/1,1=1/2,472=0,404 W/m2×k

Fig.2.3.4

Fereastra tip 0,6/0,6:

-unde pentru fereastra tip 0,6/0,6 avem:

Ag:0,1×0,4+0,2×0,5=0,14 m2 (calculat din fig 2.3.4)

Af=AF-Ag=0,36-0,14=0,22 m2

lf=2×(0,2×0,5)+2×(0,1×0,4)=0,28 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(0,14×2)+(0,22×2)+(0,28×0,06)/0,14+0,22=0,776⇒Rf tip 0,6/0,6=1/0,776=1,28 W/m2×k

Fig. 2.3.7

Usa tip 0,7/2:

-unde pentru usa tip 0,7/2 avem:

Ag:0,5×0,7+0,5×0,8=0,75 m2 (calculat din fig 2.3.7)

Af=AF-Ag=0,4-0,75=0,65 m2

lf=2×(0,7×0,5)+2×(0,8×0,5)=0,7+0,8=0,15 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RU=(0,75×2)+(0,65×2)+(0,15×0,06)/0,75+0,65=2,806⇒UU tip 0,7/2=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 0,9/2 si 0,7/1,75 avem: UU=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 1,4/2 avem: 0,356×2=0,712 W/m2×k

2.3 Determinarea coeficientului de masivitate termica “m”

m=1,225-0,05×D

unde D= este indicele inertiei termice a elementelor de constructive si se calculeaza din [3] cu relatia: D=∑ni=1(Ri×Si)

Pentru fereastra si pentru usa exterioara conform [1] si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera D=0,5.

Pentru pardoseala si pentru toate elementele de construcie interioare se considera si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera m=1

Pentru peretele exterior calculam pe D:

D=R1×S1+R2×S2+R3×S3+R4×S4

(situația actulă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

(situația propusă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

S4=Spoli=0,30 W/m2×k

(situația actulă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3= δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

(situația propusă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3=δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

R4=δ/λ1=0,1/0,044=2,272 W/m2×k

(situația actulă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47=5,0053⇒D>4,5⇒m=1

(situația propusă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47+2,272×0,3=5,686⇒D>4,5⇒m=1

Pentru fereastara exterioara si (situația actulă) si (situația propusă) D=0,5.

⇒m=1,225-(0,05×0,5)=1,2

2.4 Determinarea diferentei de temperatura Δt

Δt=Ti-Te [oC]

(situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2:

PESV;FEsv:Δt=20-(-15)=35 oC

PENV: Δt=20-(-15)=35 oC

PI-hol2;UI-hol2: Δt=20-18=2 oC

PI-baie2: Δt=20-22=2 oC

Dormitor 3:

PESV;FESV;PESE: Δt=20-(-15)=35 oC

PI-hol2;UI-hol2: Δt=20-18=2 oC

Baie 2:

PENV;FENV: Δt=22-(-15)=37 oC

PI-birou: Δt=22-20=2oC

PI-hol2;UI-hol2: Δt=22-18=4 oC

PI-dormitor2: Δt=22-20=2 oC

Hol 1:

PESE;UESE;FESE: Δt=18-(-15)=33 oC

PI-dormitor2;UI-dormitor2;PI-dormitor3;UI-dormitor3: Δt=18-20=2 oC

PI-baie2;UI-baie2: Δt=18-22=4 oC

PI-casa scari;UI-casa scari: Δt=18-15= 3oC

Birou:

PENV;PENE;FENE: Δt=18-(-15)=35 oC

PI-baie2: Δt=18-22=4 oC

PI-living: Δt=20-18=2 oC

Living:

PENE;FENE: Δt=18-(-15)= 33oC

PI-casa scari: Δt=18-15=3 oC

PI-birou: Δt=18-15=3 oC

Casa scari:

PENE;PESE;FESE: Δt=15-(-15)=30 oC

PI-hol1: Δt=15-18=3 oC

2.5 Determinarea coeficientului de corectie CM

Conform indrumatorului de proiectare din Cap. 2, paragraf 2.5, se considera si in (situația actulă) si (situația propusă): CM=1

3 Determinarea fluxului de caldura pierdut prin sol

Qs={Ap×[(Ti-Tp)/Rp]}+{[CM×(ms/ns)]×[(Ti-Te)/Rbc] }×{[Abc+(1/ns)]×[(Ti-Tij)/Rbc]×Abcj} [W]

Trebuie calculat in acest caz pentru toate incaperile

3.1. Calculul suprafețelor cumulate ale pardoselii și pereților aflați sub nivelul pământului, precum și a benzii de contur

(situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2:

Apl=18,8 m2 din cap.1.4

P=4,7+4+4+4,7-0,9=16,5 m

⇒Ap=18,8+16,5=35,3 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru camera de zi:

Abc=1×lPESV+1×lPENV=4,825+4,125=8,95 m2

Dormitor 3:

Apl=16,8 m2 din cap. 1.4

p=4,2+4+4,2+4-0,9=15,5 m

⇒Ap=16,8+15,5=32,3 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru dormitor 1:

Abc=1×lPESV+1×lPESE=4,325+4,125=8,45 m2

Baie 2:

Apl=5,75 m2 din cap. 1.4

p=2,6+2,6+2,2+2,2-0,9=8,7 m

⇒Ap=5,75+8,7=14,45 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru baie 1:

Abc+1×lPENV=2,45 m2

Birou:

Apl=8,97 m2 din cap 1.4

p=3,45+3,45+2,6+2,6-0,9=11,2 m

⇒Ap=8,97+11,2=20,17 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru sufragerie:

Abc=1×lPENE+1×lPENV=3,575 +2,725=6,3 m2

Living:

Apl=15,525 m2 din cap 1.4

P=4,5+3,45+4,5+3,45-2,4-0,9=12,6 m

⇒Ap=15,525+12,6=28,125 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru bucatarie:

Abc=1×lPENE=4,75 m2

Hol 2:

Apl=13,86 m2 din cap.1.4

p=6,3+2,2+6,3+2,2-0,9-0,9-0,9-2,4-0,7=11,2 m

⇒Ap=13,86+11,2=25,06 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru hol 1:

Abc=1×lPESE=2,45 m2

Casa scari:

Apl=5,347 m2 din cap. 1.4

p=1,55+1,55+3,45+3,45=10 m

⇒Ap=5,347+10=15,347 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru casa scari:

Abc=1×lPENE+1×lPESE=3,7+1,67=5,37 m2

3.2 Calculul rezistentei termice cumulate a pardoselii si a stratului de pamant

(situația actulă) si (situația propusă)

Nu avem pardosea, in contact direct cu pamantul , calculul rezistentei termice a pardoselei l-am facut in paragraful 2.2.1

3.3 Determinarea temperaturii pamantului

(situația actulă) si (situația propusă) In cazul nostru avem pentru zona in care suntem Tp=10 oC, conform indrumatorului de proiectare paragraf

3.4 Deterinarea coeficientului de masivitate termica a solului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza conform fig. de mai sus

Lmax=AB=AC+CB

⇒AC=(1/4)×2π (H+Z)=(1/4)×2π (6+1,4)=11,62 m

CB=(1/4)×2πH=(1/4)×2π×6=9,424 m

⇒αmax=11,62+9,424=21,044 3.5 Determinarea coeficientului “ns”

(situația actulă) si (situația propusă) Din anexa A avem λpamant=2, din indrumator ns=1; h=0;

3.6 Determinarea rezistentei specifice si benzii si benzii de contur. Avem din tema de proiectare

(situația actulă) si ( situația propusă)

-pentru grosimea fundatiei g=0,65

⇒H=6 din tabelul 3.2 ⇒Rbc=0,742 [m2×k/W]

3.7 Fluxul de caldura transmis prin sol

Qs=Ap×{[(Ti-Te)/Rp]+CM}×(ms/ns)×{[(Ti-Te)/Rbc]×Abc}+(1/ns)×[(Ti-Tej)/Abcj] [W] unde:

Qsdormitor2:35,3×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×8,95+(1/1)×(2/0,742) ×8,45=387,668+422,169+22,776=832,613 W (situația actulă)

Qsdormitor2:35,3×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×8,95+(1/1)×(2/0,742) ×8,45=123,488+422,169+22,776=568,433 W (situația propusă)

Qsdormitor3:32,3×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×8,45+(1/1)×(2/0,742) ×8,95=354,722+398,584+24,123=777,429 W (situația actulă)

Qsdormitor3:32,3×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×8,45+(1/1)×(2/0,742) ×8,95=112,993+398,584+24,123=535,700 W (situația propusă)

Qsbaie2:14,45×(37/3,187)+1×(1/1)×(37/0,742)×2,45+(1/1)×(2/0,742) ×6,3=167,759+112,169+16,981=296,909 W (situația actulă)

Qsbaie2:14,45×(37/10,005)+1×(1/1)×(37/0,742)×2,45+(1/1)×(2/0,742) ×6,3=53,438+112,169+16,981=182,588 W (situația propusă)

Qsbirou:20,17×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×6,3+(1/1)×(4/0,742) ×2,45=221,509+297,169+13,207=531,885 W (situația actulă)

Qsbirou:20,17×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×6,3+(1/1)×(4/0,742) ×2,45=70,559+297,169+13,207=380,935 W (situația propusă)

Qsliving:28,125×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×4,75+(1/1)×(5/0,742) ×6,3=229,094+221,253+42,452=492,799 W (situația actulă)

Qsliving:28,125×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×4,75+(1/1)×(5/0,742) ×6,3=72,976+221,253+42,452=336,681 W (situația propusă)

Qshol2:25,06×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×2,45+(1/1)×(5/0,742) ×5,37=259,485+108,962+36,185=404,632 W (situația actulă)

Qshol2:25,06×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×2,45+(1/1)×(5/0,742) ×5,37=82,656+108,962+36,185=227,803 W (situația propusă)

Qscasa scari:15,347×(30/3,187)+1×(1/1)×(30/0,742)×5,37+(1/1)×(3/0,742) ×2,45=144,465+217,115+9,905=371,485 W (situația actulă)

Qscasa scari:15,347×(30/10,005)+1×(1/1)×(30/0,742)×5,37+(1/1)×(3/0,742) ×2,45=46,017+217,115+9,905=273,037 W (situația propusă)

4 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie

4.1 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie (QTk), pentru elementele de constructive k

– se calculeaza cu formula: QTk=CMk×mk×Ak×(Δtk/R’k) [W]

Dormitor 2:

QTPESV=1×1×14,475×(35/0,557)=909,560 W (situația actulă)

QTPESV=1×1×14,475×(35/2,827)=179,209 W (situația propusă)

QTPENV=1×1×12,375×(35/0,557)=777,603 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×12,375×(35/2,827)=153,210 W (situația propusă)

QTPI-baie2=1×1×6,825×(2/0,57)=23,947 W (situația actulă)

QTPI-baie2=1×1×6,825×(2/0,57)=23,947 W (situația propusă)

QTPI-hol1=1×1×6×(2/0,57)=21.052 W (situația actulă)

QTPI-hol1=1×1×6×(2/0,57)=21,052 W (situația propusă)

QTPI-dormitor3- nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,19)=353,684 W (situația actulă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,245)=274,285 W (situația propusă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTPLdormitor2=1×1×18,8×(8/1,012)=148,616 W (situația actulă)

QTPLdormitor2=1×1×18,8×(8/4,346)=34,606 W (situația propusă)

QTPDdormitor2- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 3:

QTPESV=1×1×12,975×(35/0,557)=815,305 W (situația actulă)

QTPESV=1×1×12,975×(35/2,827)=160,638 W (situația propusă)

QTPESE=1×1×12,375×(35/0,557)=777,603 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×12,375×(35/2,827)=153,210 W (situația propusă)

QTPI-dormitor2-nu avem diferente de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

QTPI-hol2=1×1×12,975×(2/0,57)=45,526 W (situația actulă)

QTPI-hol2=1×1×12,975×(2/0,57)=45,526 W (situația propusă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,190)=353,684 W (situația actulă)

QTFESV=1×1×1,92×(35/0,245)=274,285 W (situația propusă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,325)=11,076 W (situația actulă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTPLdormitor3=1×1×16,8×(8/1,012)=132,806 W (situația actulă)

QTPLdormitor3=1×1×16,8×(8/4,346)=30,924 W (situația propusă)

QTPDdormitor3- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Baie 2:

QTPENV=1×1×7,35×(37/0,557)=488,240 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×7,35×(37/2,827)=96,197 W (situația propusă)

QTPI-dormitor2=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația actulă)

QTPI-dormitor2=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația propusă)

QTPI-hol2=1×1×7,35×(2/0,57)=25,789 W (situația actulă)

QTPI-hol2=1×1×7,35×(2/0,57)=25,789 W (situația propusă)

QTPI-birou=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația actulă)

QTPI-birou=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația propusă)

QTFENV=1×1×0,36×(35/0,19)=66,315 W (situația actulă)

QTFENV=1×1×0,36×(35/1,28)=9,843 W (situația propusă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-hol2=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTPLbaie2=1×1×5,72×(8/1,012)=45,217 W (situația actulă)

QTPLbaie2=1×1×5,72×(8/4,346)=10,529 W (situația propusă)

QTPDbaie2- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Birou:

QTPENV=1×1×10,725×(33/0,557)=635,421 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×10,725×(33/2,827)=125,194 W (situația propusă)

QTPENE=1×1×8,175×(33/0,557)=484,335 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×8,175×(33/2,827)=95,428 W (situația propusă)

QTPI-baie2=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația actulă)

QTPI-baie2=1×1×8,175×(2/0,57)=28,684 W (situația propusă)

QTPI-living=1×1×10,725×(2/0,57)=37,631 W (situația propusă)

QTPI-living=1×1×10,725×(2/0,57)=37,631 W (situația propusă)

QTFENE=1×1×1,1×(33/0,19)=191,052 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×1,1×(33/0,179)=202,793 W (situația propusă)

QTPLbirou=1×1×8,97×(8/1,012)=70,909 W (situația actulă)

QTPLbirou=1×1×8,97×(8/4,346)=16,511 W (situația propusă)

QTPDbirou- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Living:

QTPENE=1×1×14,25×(33/0,557)=844,254 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×14,25×(33/2,827)=166,342 W (situația propusă)

QTPI-birou=1×1×10,725×(2/0,57)=37,631 W

QTPI-birou=1×1×10,725×(2/0,57)=37,631 W

QTPI1-hol2;-nu avem diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPI-casa scari=1×1×10,725×(5/0,57)=94,096 W (situația actulă)

QTPI-casa scari=1×1×10,725×(5/0,57)=94,096 (situația propusă)

QTFENE=1×1×0,48×(33/0,19)=83,368 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×0,48×(33/0,404)=39,207 W (situația propusă)

QTPLliving=1×1×8,97×(8/1,012)=70,909 W (situația actulă)

QTPLliving=1×1×8,97×(8/4,346)=16,511 W (situația propusă)

QTPDliving- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Hol 2:

QTPESE=1×1×7,35×(33/0,557)=435,457 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×7,35×(33/2,827)=85,797 W (situația propusă)

QTPI-baie2=1×1×7,35×(4/0,57)=51,578 W (situația actulă)

QTPI-baie2=1×1×7,35×4/0,57)=51,578 W (situația propusă)

QTPI-living;-nu exista diferenta de temperatura (situația actulă) si (situația propusă)

QTPI-dormitor2=1×1×6×(2/0,57)=21,052 W (situația actulă)

QTPI-dormitor2=1×1×6×(2/0,57)=21,052 W (situația propusă)

QTPI-dormitor3=1×1×13,35×(2/0,57)=46,842 W (situația actulă)

QTPI-dormitor3=1×1×13,35×(2/0,57)=46,842 W (situația propusă)

QTFESE=1×1×1,1×(33/0,19)=191,052 W (situația actulă)

QTFESE=1×1×1,1×(33/0,404)=89,851 W (situația propusă)

QTUESE=1×1×2,8×(33/0,396)=233,333 W (situația actulă)

QTUESE=1×1×2,8×(33/0,356)=259,550 W (situația propusă)

QTUI-dormitor2=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-dormitor2=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTUI-dormitor3=1×1×1,8×(2/0,323)=11,145 W (situația actulă)

QTUI-dormitor3=1×1×1,8×(2/0,356)=10,112 W (situația propusă)

QTUI-baie2=1×1×1,8×(4/0,323)=22,291 W (situația actulă)

QTUI-baie2=1×1×1,8×(4/0,356)=20,224 W (situația propusă)

QTPLhol2=1×1×13,86×(6/1,012)=82,173 W (situația actulă)

QTPLhol2=1×1×13,86×(6/4,346)=19,134 W (situația propusă)

QTPDbirou- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Casa scari:

QTPESE=1×1×11,1×(30/0,557)=597,845 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×11,1×(30/2,827)=117,792 W (situația propusă)

QTPENE=1×1×5,01×(30/0,557)=269,838 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×5,01×(30/2,827)=53,165 W (situația propusă)

QTFESE;=1×1×1,1×(30/0,19)=173,684 W (situația actulă)

QTFESE;=1×1×1,1×(30/0,404)=81,683 W (situația propusă)

QTPLcasa scari=1×1×5,347×(3/1,012)=15,85 W (situația actulă)

QTPLcasa scari=1×1×5,347×(3/4,346)=3,69 W (situația propusă)

QTPDcasa scari- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

4.2 Determinarea fluflului de caldura total pierdut prin transmisie de incaperi

-se calculeaza cu formula:

QT=∑ni=1QTk+Qs [W]

Dormitor 2: QT=909,56+777,603+23,947+21,052+353,684+11,145+148,616=2245,607 W (situația actulă)

QT=179,209+153,21+23,947+21,052+274,285+10,112+34,606=690,421 W

(situația propusă)

Dormitor 3:

QT=815,305+777,603+45,526+353,684+11,076+132,806=2136,000 W (caz 1)

QT=160,638+153,21+45,526+274,285+10,112+30,924=674,695 W (situația propusă)

Baie 2:

QT=488,24+28,684+25,789+28,684+66,315+11,145+45,217=694,074 W (situația actulă)

QT=96,197+28,684+25,789+28,684+9,843+10,112+10,529=209,838 W (situația propusă)

Birou:

QT=635,421+484,335+28,684+37,631+191,052+70,909=1448,032 W (caz 1)

QT=125,194+95,428+28,684+37,631+202,793+16,511=506,241 W (situația propusă)

Living:

QT=844,254+37,631+94,096+83,368+70,909=1130,258 W (situația actulă)

QT=166,342+37,631+94,096+39,207+16,511=353,787 W (situația propusă)

Hol 2:

QT=435,457+51,578+21,052+46,842+191,052+233,333+11,145+11,145+22,291+82,173=1106,068 W (situația actulă)

QT=85,797+51,578+21,052+46,842+89,851+259,55+10,112+10,112+20,224+19,134=614,252 W (situația propusă)

Casa scari:

QT=597,845+269,838+173,684+15,85=1057,217 W (situația actulă)

QT=117,792+53,165+81,683+3,69=256,33 W (situația propusă)

4.3 Factorii de conversie a valorii fluxului de caldura cedat prin transmisie

4.3.1 Adaosul pentru orientare (Ao)

(situația actulă) si (situația propusă)

Din tab. 4.1 din indrumatorul de proiectare, corespunzator peretelui cu orientarea cea mai defavorabila luam astfel valorile:

Dormitor 2: Ao=0;

Dormitor 3: Ao=-5;

Baie 2: Ao=+5;

Birou: Ao=+5;

Living: Ao=+5;

Hol 2: Ao=-5;

Casa scari: Ao=0;

4.3.2 Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci (Ac)

Daca Rm<10 m2×k/W, atunci valoarea lui Ac se citeste din fig. 4.1 din indrumatorul de proiectare.

Calculam rezistenta termica medie cu formula:

Rm=[AT×(Ti-Te)×CM]/QT [m2×k/W]

unde: AT [m2]- aria suprafetei totale a incaperii.

Ti,Te,QT- au semnificatiile anterioare.

Dormitor 2: AT=14,475+12,375+6,825+6+12,375+1,92+1,8+18,8+18,8=93,37 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(93,37×35×1)/2245,607=1,455 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(93,37×35×1)/690,421=4,733 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=8,8 (situația actulă)

⇒Ac=5,7 (situația propusă)

Dormitor 3:

AT=12,975+12,375+12,375+12,975+1,92+1,8+16,8+16,8=88,02 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(88,02×35×1)/2136=1,442 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(88,02×35×1)/674,695=4,566 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=8,9 (situația actulă)

⇒Ac=5,8 (situația propusă)

Baie 2:

AT=7,35+8,175+7,35+8,175+0,36+1,8+5,72+5,72=44,65 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(44,65×37×1)/694,074=2,38 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(44,65×37×1)/209,838=7,87 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=7,3 (situația actulă)

⇒Ac=4,9 (situația propusă)

Birou:

AT=10,725+8,175+8,175+10,725+1,1+1,8+8,97+8,97=58,64 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(58,64×35×1)/1448,032=1,417 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(58,64×35×1)/506,241=4,054 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=9,0 (situația actulă)

⇒Ac=6,0 (situația propusă)

Living:

AT=14,25+10,725+14,25+10,725+1,92+4,8+15,525+15,525=87,72 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(87,72×33×1)/1130,258=2,561 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(87,72×33×1)/353,787=8,182 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=6,9 (situația actulă)

⇒Ac=4,9 (situația propusă)

Hol 2:

AT=7,35+14,25+7,35+6+13,35+5,01+1,1+1,4+1,8+1,8+1,8+4,8+13,86+13,86=93,73 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(93,73×33×1)/1106,068=2,796 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(93,73×33×1)/614,252=5,035 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=6,8 (situația actulă)

⇒Ac=5,6 (situația propusă)

Casa scari:

AT=11,1+5,01+5,01+11,1+1,1+5,347+5,347=44,014 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(44,014×30×1)/1057,217=1,248 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(44,014×30×1)/256,33=5,15 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=9,5 (situația actulă)

⇒Ac=5,5 (situația propusă)

4.3.3 Calculul procentual al influentei orientarii si suprafetei reci.

Se calculeaza cu formula:Y%=(Ao+Ac)/100 [%]

Dormitor 2:

Y%=(0+8,8)/100=0,088 % (situația actulă)

Y%=(0+5,7)/100=0,057 % (situația propusă)

Dormitor 3:

Y%=(-5+8,9)/100=0,039 % (situația actulă)

Y%=(-5+5,8)/100=0,008 % (situația propusă)

Baie 2:

Y%=(5+7,3)/100=0,123 % (situația actulă)

Y%=(5+4,9)/100=0,099 % (situația propusă)

Birou:

Y%=(5+9)/100=0,14 % (situația actulă)

Y%=(5+6)/100=0,11 % (situația propusă)

Living:

Y%=(5+6,9)/100=0,119 % (situația actulă)

Y%=(5+4,9)/100=0,099 % (situația propusă)

Hol 2:

Y%=(-5+6,8)/100=0,018 % (situația actulă)

Y%=(-5+5,6)/100=0,006 % (situația propusă)

Casa scari:

Y%=(0+9,5)/100=0,095 % (situația actulă)

Y%=(0+5,5)/100=0,055 % (situația propusă)

4.4 Determinarea fluxului de caldura de corectat pierdut prin transmisie de o incapere.

Fluxul de caldura corectat se determina cu formula: QTC=QT ×(1+Y%) [W]

Dormitor 2:

QTC=2245,607×(1+0,088)=2443,22 W (situația actulă)

QTC=690,421×(1+0,057)=729,774 W (situația propusă)

Dormitor 3:

QTC=2136×(1+0,039)=2219,304 W (situația actulă)

QTC=674,695×(1+0,008)=680,092 W (situația propusă)

Baie 2:

QTC=694,074×(1+0,123)=779,445 W (situația actulă)

QTC=209,838×(1+0,099)=230,611 W (situația propusă)

Birou:

QTC=1448,032×(1+0,14)=1650,756 W (situația actulă)

QTC=506,241×(1+0,11)=561,927 W (situația propusă)

Living:

QTC=1130,258×(1+0,119)=1264,758 W (situația actulă)

QTC=353,787×(1+0,099)=388,811 W (situația propusă)

Hol 2:

QTC=1106,068×(1+0,018)=1125,977 W (situația actulă)

QTC=614,252×(1+0,006)=617,937 W (situația propusă)

Casa scari:

QTC=1057,217×(1+0,095)=1157,652 W (situația actulă)

QTC=256,33×(1+0,055)=270,428 W (situația propusă)

5 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor

5.1 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor in functie de numarul de schimburi de aer

Qi1={[nao×CM×v×ρ×cp×(Ti-Te)+Qu]×[1+(Ac/100)]} [W]

5.1.1 Numarul de schimburi de de aer

(situația actulă) si (situația propusă)

a) pentru camera de locuit (general): nao=0,22×10-3 m3/s/m3

b) pentru bucatarii, livinguri: nao=0,33×10-3 m3/s/m3

c) pentru bai: nao=0,22×10-3 m3/s/m3

5.1.2 Calculul volumului incaperilor

(situația actulă) si (situația propusă)

Se va face cu relatia: V=APD×h [m3]

Dormitor 2: V=3×18,8=56,4 m3

Dormitor 3: V=3×16,8=50,4 m3

Baie 2: V=3×5,75=17,25 m3

Birou: V=3×8,97=26,91 m3

Living: V=3×15,525=46,575 m3

Hol 2: V=3×13,86=41,58 m3

Casa scari: V=3×5,34=16,02 m3

5.1.3 Calcularea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns la deschiderea usilor exterioare

Avem usi exterioare doar la hol 1 si sufragerie, dar nu sunt niste usi care se deschid oarte fregvent, deci revenim la calculul Qi1 (sarcina termica), din paragraful 5.1, astfel:

Dormitor 2:

Qi1=(0,22×10-3×1×56,4×1,205×1,003×35)×[1+(8,8/100)]=571,066 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×56,4×1,205×1,003×35)×[1+(5,7/100)]=554,795 W (situația propusă)

Dormitor 3:

Qi1=(0,22×10-3×1×50,4×1,205×1,003×35)×[1+(8,9/100)]=510,783 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×50,4×1,205×1,003×35)×[1+(5,8/100)]=496,243 W (situația propusă)

Baie 2:

Qi1=(0,28×10-3×1×17,25×1,205×1,003×37)×[1+(7,3/100)]=231,758 W (situația actulă)

Qi1=(0,28×10-3×1×17,25×1,205×1,003×37)×[1+(4,9/100)]=226,575 W (situația propusă)

Birou:

Qi1=(0,22×10-3×1×26,91×1,205×1,003×35)×[1+(9/100)]=272,972 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×26,91×1,205×1,003×35)×[1+(6/100)]=265,459 W (situația propusă)

Living:

Qi1=(0,33×10-3×1×46,575×1,205×1,003×33)×[1+(6,9/100)]=655,309 W (situația actulă)

Qi1=(0,33×10-3×1×46,575×1,205×1,003×33)×[1+(4,9/100)]=643,049 W (situația propusă)

Hol 2:

Qi1=(0,22×10-3×1×41,58×1,205×1,003×33)×[1+(6,8/100)]=389,655 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×41,58×1,205×1,003×33)×[1+(5,6/100)]=385,276 W (situația propusă)

Casa scari:

Qi1=(0,22×10-3×1×16,02×1,205×1,003×30)×[1+(9,5/100)]=139,929 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×16,02×1,205×1,003×30)×[1+(5,5/100)]=134,817 W (situația propusă)

5.2 Determinarea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns si infiltrate la deschiderea usilor si a ferestrelor functie de viteza conventionala a vantului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza cu formula :

Qi2={CM×[E×∑i×L×v4/3×(Ti-Te)]+Qu}×[1+(Ac/100)] [W]

5.2.1 Factorul de corectie de inaltime

(situația actulă) si (situația propusă)

Pentru incaperi din cladiri cu mai putin de 12 niveluri: E=1.

5.2.2 Coeficientul de infiltrare prin rosturi “i”

La aceasta cladire exista pereti despartitori, avem cladire greu permeabila, valoarea coeficientului de infiltratie o citim din tab. 5.2, pag. 37,din indrumatorul de proiectare.

(situația actulă) si (situația propusă) Pentru toate camerele avem: i=0,1177

5.2.3 Lungimea rosturilor “L”

Perimetrul elementului mobil la ferestre si usi:

-se calculeaza cu ajutorul fig. de la paragraful 2.3

PemF1,2/1,6=2×1,6+2×0,4=4 m

PemF1/1,1=2×1,1+2×0,3=2,8 m

PemF0,6/0,6=2×0,5+1×0,2+1×0,2=1,4 m

PemU0,7/2=2×2+2×0,5=5 m

PemU0,9/2=2×2+2×0,6=5,2 m

(situația actulă) si (situația propusă)

Dormitor 2: ∑li=4+5,2=9,2 m

Dormitor 3: ∑li=4+5,2=9,2 m

Baie 2: ∑li=1,4+5,2=6,8 m

Birou: ∑li=2,8+5,2=8 m

Living: ∑li=4+5,2=9,2 m

Hol 2: ∑li=5+2,8=7,8 m

Casa scari: ∑li=2,8=2,8 m

5.2.4 Viteza conventionala a vantului de calcul “V”

Se citeste din tab. 5.3 pag 39, din indrumatorul de proiectare astfel:

Cladirea noastra se afla in zona climatica II si se afla in localitate:

(situația actulă) si (situația propusă)

V4/3=8,55 m/s

⇒calculam Qi2 pe fiecare incapere in parte astfel:

Dormitor 2:

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(8,8/100)]}=352,555 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(5,7/100)]}=342,51 W (situația propusă)

Dormitor 3:

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(8,9/100)]}=352,879 W(situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×35)+0]×[1+(5,8/100)]}=342,834 W(caz

2)

Baie 2:

Qi2={[1×(1×0,1177×6,8×8,55×37)+0]×[1+(7,3/100)]}=271,677 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×6,8×8,55×37)+0]×[1+(4,9/100)]}=265,6 W (situația propusă)

Birou:

Qi2={[1×(1×0,1177×8×8,55×35)+0]×[1+(9/100)]}=307,133 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×8×8,55×35)+0]×[1+(6/100)]}=298,68 W (situația propusă)

Living:

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×33)+0]×[1+(6,9/100)]}=276,903 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×9,2×8,55×33)+0]×[1+(4,9/100)]}=271,723 W (situația propusă)

Hol 2:

Qi2={[1×(1×0,1177×7,8×8,55×33)+0]×[1+(6,8/100)]}=276,644 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×7,8×8,55×33)+0]×[1+(5,6/100)]}=273,536 W (situația propusă)

Casa scari:

Qi2={[1×(1×0,1177×2,8×8,55×30)+0]×[1+(9,5/100)]}=92,562 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×2,8×8,55×30)+0]×[1+(5,5/100)]}=89,181 W (situația propusă)

5.3 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschidera usilor si ferestrelor

Se determina ca valoarea maxima intre sarcinile termice Qi1 si Qi2: ⇒ Qi=max(Qi1 ; Qi2) [W]

(situația actulă)

Dormitor 2: Qi= max(571,066;352,555)=571,066 W

Dormitor 3: Qi=max(510,783;352,879)=510,783 W

Baie 2: Qi=max(231,758;271,677)=271,677 W

Birou: Qi=max(272,972;307,133)= 307,133 W

Living: Qi=max(655,309;276,903)= 655,309 W

Hol 2: Qi=max(389,655;276,644)=389,655 W

Casa scari: Qi=max (139,929;92,562)=139,929 W

(situația propusă)

Dormitor 2: Qi= max(554,795;342,51)=554,795 W

Dormitor 1: Qi=max(496,243;342,834)=496,243 W

Baie 2: Qi=max(226,575;265,6)=265,6 W

Birou: Qi=max(265,459;298,68)=298,68 W

Living: Qi=max(643,049;271,723)=643,049 W

Hol 2: Qi=max(385,276;273,536)=385,276 W

Casa scari: Qi=max (134,817;89,181)=134,817 W

6.Determinarea necesarului de caldura de calcul

6.1 Determinarea necesarului de caldura de calcul

Se face cu formula: Q=QT+Qi, pentru fiecare incapere in parte:

(situația actulă)

Dormitor 2: Q=2245,607+571,066=2816,673 W

Dormitor 3: Q=2136+510,783=2646,783 W

Baie 2: Q=694,074+271,67 =965,751 W

Birou: Q=1448,032+307,133=1755,165 W

Living: Q=1130,258+655,309=1785,567 W

Hol 2: Q=1106,068+389,655=1495,723 W

Casa scari: Q=1057,217+139,929=1197,146 W

(situația propusă)

Dormitor 2: Q=690,421+554,795 =1245,216 W

Dormitor 3: Q=674,695+496,243 =1170,938 W

Baie 2: Q=209,838+265,6=475,438 W

Birou: Q=506,241+298,68=804,921 W

Living: Q=353,787+643,049=996,836 W

Hol 2: Q=614,252+385,276=999,528 W

Casa scari: Q=256,33+134,817=391,147 W

6.2 Suma necesarului de caldura pentru tot parterul

Se stabileste cu relatia: ∑Qn etaj 1

(situația actulă) Q1etaj1=2816,673+2646,783+965,751+1755,165+1785,567+1495,723

+1197,146=12663 W=12,663 kW

(situația propusă)

Q2etaj1=1245,216+1170,938+475,438+804,921+996,836+999,528+391,147 =6084,024 W=6,084 kW

6.3 Diferenta dintre situația actulă si situația propusă , a necesarului de caldura

Se calculeaza cu formula: ΔQcaz1/caz2=Qcaz1-Qcaz2, pentru fiecare incapere in parte:

Dormitor 2: ΔQcaz1/caz2=2816,673-1245,216=1571,457 W=1,571 kW

⇒55,79 %

Dormitor 3: ΔQcaz1/caz2=2646,783-1170,938=1475,845 W=1,475 kW

⇒55,75 %

Baie 2: ΔQcaz1/caz2=965,751-475,438=490,313 W=0,49 kW

⇒50,77 %

Birou: ΔQcaz1/caz2=1755,165-804,921=950,244 W=0,95 kW

⇒54,13 %

Living: ΔQcaz1/caz2=1785,567-996,836=788,731 W=0,788 kW

⇒44,17 %

Hol 2: ΔQcaz1/caz2=1495,723-999,528=496,195 W=0,496 kW

⇒33,17 %

Casa scari: ΔQcaz1/caz2=1197,146-391,147=805,999 W=0,805 kW

⇒67,32 %

6.4 Diferenta totala a necesarului de caldura pentru parter

∑ΔQTetaj 1=1571,457+1475,845+490,313 +950,244 +788,731 +496,195 +805,999 =6578,784 W=6,578 kW

⇒51,58 %

6.5 Suprafata totala supusa analizei

Din schita casei avem:

APDdormitor2+APDdormitor3+APDhol2+APDbaie2+APDliving1+APDbirou+APDcasa scari=13,87+18,8+5,75+15,25+13,86+5,34+8,97=81,84 m2

Suprafata totala etaj: 81,84 m2

4.1.2.3 Necesarul de caldură pentru mansardă

1.Determinarea marimilor geometrice

1.1.1 Calculul grosimii peretilor

Pereti exteriori:

(situația actulă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPE2: zidarie din BCA:0,25 m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02 m

(situația propusă)

δPE1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPE2: zidarie din BCA:0,25m

δPE3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,02 m

δPE4: polistiren EPS80: 0,1 m

Pereti interiori:

(situația actulă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

(situația propusă)

δPI1: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

δPI2: zidarie din BCA:0,20 m

δPI3: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,025 m

Pardoseala parter:

(situația actulă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

(situația propusă)

δPD1: parchet din lemn de stejar: 0,02 m

δPD2: sapa egalizatoare: 0,03 m

δPD3: beton B250: 0,2 m

δPD4: polistiren exturdat: 0,3 m

Planseu peste etaj:

(situația actulă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

(situația propusă)

δPL1: rigips : 0,1 m

δPL2: tencuiala de mortar cu ciment si var: 0,03 m

δPL3: vata minerala: 0,15 m

1.1.2 Calculul grosimii totale a elementelor de constructive:

-se face cu relatia: δelem=∑ni=1 δi [m] 1.1

(situația actulă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3=0,03+0,25+0,02=0,3 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3=0,02+0,03+0,2=0,25 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2=0,1+0.03=0,13 m

(situația propusă)

Grosime pereti exterior: δPE=δPE1+δPE2+δPE3+ δPE4=0,03+0,25+0,02+0,1= 0,4 m

Grosime pereti interior: δPI=δPI1+δPI2+δPI3=0,025+0,2+0,025=0,25 m

Grosime pardoseala parter: δPD= δPD1+ δPD2+ δPD3+ δPD4 =0,02+0,03+0,20+0,3 =0,55 m

Grosime planseu peste parter: δPL= δPL1+ δPL2+ δPL3=0,1+0.03+0,15=0,28 m

1.2 Alegerea elementelor prin care are loc schimb de caldura prin transmisie

1.2.1 Stabilirea temperaturilor exterioare conventionale de calcul

Conform anexei B din indrumator, dar si de zona unde este amplasata locuinta: Zona IV, rezulta Te = -15o C.

1.2.2 Stabilirea temperaturilor interioare conventionale de calcul

(situația actulă) -pentru incaperi incalzite avem:

Living 2: Ti = 20oC

Baie 3: Ti = 22oC

Hol 3: Ti = 18oC

(situația propusă) -pentru incaperi incalzite dar si isolate termic avem:

Living 2: Ti = 20oC

Baie 3: Ti = 22oC

Hol 3: Ti = 18oC

1.2.3 Stabilirea elementelor de constructive supuse analizei

(situația actulă) si (situația propusă)

Living 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PENE

Perete exterior orientat spre NV: PESE

Fereastra exterioara orientata spre SV: FENE

Living 2, (elemente interioare):

Perete interior spre baie 3: PI-baie3

Perete interior spre hol 3: PI-hol3

Usa interioara spre hol 3: UI-hol3

Pardoseala living 2 2: PDliving2

Planseu living 2: PLliving2

Baie 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre NV: PENE

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Fereastra exterioara orientate spre NV: FENV

Baie 2, (elemente interioare):

Perete interior spre living2: PI-living2

Perete interior spre hol 3: PI-hol3

Usa interioara spre hol 3: UI-hol3

Pardoseala baie 3: PDbaie3

Planseu baie 3: PLbaie3

Hol 2, (elemente exterioare):

Perete exterior orientat spre SV: PESV

Perete exterior orientat spre NV: PENV

Perete exterior orientat spre SE: PESE

Hol 2, (elemente interioare):

Perete interior spre living 2: PI-living2

Perete interior spre baie3: PI-baie3

Usa interioara spre living 2: UI-living2

Usa interioara spre baie 3: UI-baie3

Pardoseala hol 3: PDhol3

Planseu hol 3: PLhol3

1.3 Calculul dimensiunilor fiecarui element ales anterior

1.3.1 Pentru elementele de constructive opace

-plan orizontal: (situația actulă) si (situația propusă)

Living 2:

lPENE=4,25+1/2×0,25=5 m

lPESE=3,95+1/2×0,25=4,075 m

lPI-baie3=3,93+1/2×0,25=4,075 m

lPI-hol3=4,25+1/2×0,25=5 m

Baie 3:

lPENE:2+1/2×0,25=2,125 m

lPENV=3,95+1/2×0,25=4,075 m

lPI-living2=3,95+1/2×0,25=4,075 m

lPI-hol3=2+1/2×0,25=2,125 m

Hol 3:

lPESV=6,5 m

lPESE=1,8+1/2×0,25=1,925 m

lPENV=1,8+1/2×0,25=1,925 m

lPI-living2=4,25+1/2×0,25=4,375 m

lPI-baie3=2+1/2×0,25=2,125 m

-plan vertical (situația actulă) si (situația propusă)

Toate incaperile au: h=H=cota interioara [m]

-in cazul nostrum: h=3 m

1.3.2 Determinarea dimensiunilor pentru elementele de constructie vitrate

Se citesc din planul casei. (situația actulă) si (situația propusă)

Living 2 :

lFENE=0,8 m

hFENE=0,6 m

lUI-hol2=0,7 m

hUI-hol2=2 m

Baie 3:

lFENV=0,8 m

hFENV=0,6 m

lUI-hol3=0,7 m

hUI-hol3=2 m

Hol 3:

lUI-living2=0,7 m

hUI-living2=2 m

lUI-baie3=0,7 m

hUI-baie3=2 m

1.4 Determinarea ariei prin care are loc schimbul de caldura (Q)

A=l×h; (situația actulă) si (situația propusă)

Living 2:

APENE=5×3=15 m2

APESE=4,075 ×3=12,225 m2

API-baie3=4,075 ×3=12,225 m2

API-hol3=5×3=15 m2

AFENE=0,8×0,6=0,48 m2

AUI-hol3=0,7×2=1,4 m2

APDliving2;APLliving2=3,95×4,25=16,787 m2

Baie 3:

APENV=4,075 ×3=12,225 m2

APENE=2,125×3=6,375 m2

API-hol3=2,125×3=6,375 m2

API-living2=4,075×3=12,225 m2

AFENV=0,8×0,6=0,48 m2

AUI-hol3=0,7×2=1,4 m2

APDbaie3;APLbaie3=2×3,95=7,9 m2

Hol 3:

APESV=6,5×3=19,5 m2

APESE=1,925×3=5,775 m2

APENV=1,925×3=5,775 m2

API-living2=4,375×3=13,125 m2

API-baie3=2,125×3=6,375 m2

AUI-living2=0,7×2=1,4 m2

AUI-baie3=0,7×2=1,4 m2

APDhol3;APLhol3=6,5×1,8=11,7 m2

1.5 Stabilirea numarului de elemente de constructive identice care au aceiasi orientare

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.6 Calculul ariei totale a elementelor vitrate de acelasi fel, apartinand aceluisi element opac

(situația actulă) si (situația propusă) – nu avem.

1.7 Calculul suprafetei totale a elementelor vitrate

(situația actulă) si (situația propusă)- nu avem

1.8 Determinarea ariei reale a elementelor opace prin care are loc schimbul de caldura (Q)

(situația actulă) si (situația propusă)

Ar=At+Atv [m2] – nu avem

2 Calculul rezistentei termice

2.1 Calculul rezistentei termice a elementelor de constructive opace

R’=Rsi+Rcond+Rse [m2×K/W ]

(situația actulă) si (situația propusă)

-citim din tabelul 2.1 din indrumatorul de proiectare:

Pentru pereti exteriori: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,042 m2×K/W

Pentru pereti interiori: Rsi=Rse=0,125=0,125 m2×K/W

Pentru pardoseala mansarda: Rsi=0,167 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

Pentru planseu mansarda: Rsi=0,125 m2×K/W

Rse=0,084 m2×K/W

2.1.2 Determinarea rezistentei termice la conductie

(situația actulă) si (situația propusă) – se calculeaza conform normativului [3] si cu relatia: ∑ni=1 δi/λi=δPE1/λtenc+ δPE2/λBCA+ δPE3/λtenc+ δPE4/λpol, dupa caz.

Pereti exteriori:

(situația actulă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87=0,39 m2×K/W

(situația propusă) RcondPE=0,03/0,87+0,25/0,75+0,02/0,87+0,1/0,044=2,66 m2×K/W

Pereti interiori:

(situația actulă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

(situația propusă) RcondPI=0,025/0,87+0,2/0,75+0,025/0,87=0,32 m2×K/W

Pardoseala mansarda:

(situația actulă) RcondPD=0,025/0,87+0,15/1,74+0,02/0,41=0,167 m2×K/W

-unde λbeton armat il gasim in anexa A la beton B250 (1,74 m2×K/W)

-unde δPD2 il gasim in schita casei (0,15 m)

-unde λstejar il gasim in anexa A la parchet din lemn de stejar (0,41 m2×K/W)

-unde δPD3 il gasim in schita casei (0,02 m)

(situația propusă) RcondPD=0,025/0,87+0,15/1,74+0,02/0,41+0,3/0,44=0,845 m2×K/W

-unde λbeton armat il gasim in anexa A la beton B250 (1,74 m2×K/W)

-unde δPD2 il gasim in schita casei (0,15 m)

-unde λstejar il gasim in anexa A la parchet din lemn de stejar (0,41 m2×K/W)

-unde δPD3 il gasim in schita casei (0,02 m)

-unde λpolistiren il gasim in anexa A la polistiren (0,044 m2×K/W)

-unde δPD4 il gasim in schita casei (0,3 m)

Planseu mansarda:

(situația actulă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87=0,803 m2×K/W

(situația propusă) RcondPL=0,1/0,13+0,03/0,87+0,15/0,045=4,137 m2×K/W

-unde λrigips il gasim in anexa A la placi termoizolante.

-unde λvata mineral o gasim in anexa A tip 70.

2.1.3. Determinarea rezistentei termice specifice:

-calculul se face cu formula:R’=Rsi+Rcond+Rse.

(situația actulă) -pentru PE: 0,125+0,39+0,042=0,557 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PE: 0,125+2,66+0,042=2,827 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația propusă) -pentru PI: 0,125+0,32+0,125=0,57 m2×K/W

(situația actulă) -pentru PL: 0,125+0,803+0,084=1,012 m2×K/W

(situația propusă) –pentru PL: 0,125+4,137+0,084=4,346 m2×K/W

(situația actulă)- pentru PD:0,167+0,167+0,084=0,418 m2×K/W

(situația propusă)- pentru PD:0,167+0,845+0,084= 1,096 m2×K/W

2.3 Calcularea rezistentei termice a elementelor de constructie vitrate.

(situația actulă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplare din lemn de stejar

Ferestrele au tamplarie din lemn de stejar

(situația propusă) Usile interioare au tamplarie din lemn de stejar

Usile exterioare au tamplarie din PVC

Ferestrele au tamplarie din PVC

(situația actulă) R’UI=Rsi+RcondUI+Rse=0,125+0,073+0,125=0,323 m2×K/W

R’UE=Rsi+RcondUE+Rse=0,125+0.146+0,125=0,396 m2×K/W

R’FE=0,19 m2×K/W ( valoarea o gasim in tabelulul 2.2 din indrumatorul de proectare, pentru fereastra simpla cu o folie de geam).

unde: RcondUI= δ usa/ λstejar=0,03/0,41=0,073 m2×K/W

RcondUE= δusa/λstejar=0,06/0,41=0,146 m2×K/W

(situația propusă) UU=1/RU=Ag×Ug+Af×Uf+lp×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

UF=1/RF=Ag×Ug+Af×Uf+lg×Ψg/Ag+Af [m2×K/W]

-usile sunt vitrate

-ferestrele sunt simple

Fig. 2.3.1

Fereastra tip 0,6/0,8:

-unde pentru fereastra tip 0,6/0,8 avem:

Ag:0,2×0,4+0,3×0,5=0,23 m2 (calculat din fig 2.3.4)

Af=AF-Ag=0,48-0,23=0,25 m2

lf=2×(0,3×0,5)+2×(0,2×0,4)=3,2 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RF=(0,23×2)+(0,25×2)+(3,2×0,06)/0,23+0,25=2,4⇒Rf tip 0,6/0,8=1/2,4=0,416 W/m2×k

Fig. 2.3.2

Usa tip 0,7/2:

-unde pentru usa tip 0,7/2 avem:

Ag:0,5×0,7+0,5×0,8=0,75 m2 (calculat din fig 2.3.7)

Af=AF-Ag=0,4-0,75=0,65 m2

lf=2×(0,7×0,5)+2×(0,8×0,5)=0,7+0,8=0,15 m

Uf=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.3 din indrumatorul de proiectare)

Ug=2,0 W/m2×k (din tabelul 2.4 din indrumatorul de proiectare)

Ψg=0,06 W/m2×k (din tabelul 2.5 din indrumatorul de proiectare)

⇒1/RU=(0,75×2)+(0,65×2)+(0,15×0,06)/0,75+0,65=2,806⇒UU tip 0,7/2=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 0,9/2 si 0,7/1,75 avem: UU=0,356 W/m2×k

-pt usa tip 1,4/2 avem: 0,356×2=0,712 W/m2×k

2.3 Determinarea coeficientului de masivitate termica “m”

m=1,225-0,05×D

unde D= este indicele inertiei termice a elementelor de constructive si se calculeaza din [3] cu relatia: D=∑ni=1(Ri×Si)

Pentru fereastra si pentru usa exterioara conform [1] si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera D=0,5.

Pentru pardoseala si pentru toate elementele de construcie interioare se considera si in (situația actulă) si (situația propusă) se considera m=1

Pentru peretele exterior calculam pe D:

D=R1×S1+R2×S2+R3×S3+R4×S4

(situația actulă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

(situația propusă)

S1=Stenc=9,47 W/m2×k

S2=SBCA=8,95 W/m2×k

S3=Stenc=9,47 W/m2×k

S4=Spoli=0,30 W/m2×k

(situația actulă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3= δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

(situația propusă)

R1=δ/λ1=0,03/0,87=0,034 W/m2×k

R2=δ/λ1=0,25/0,75=0,5 W/m2×k

R3=δ/λ1=0,02/0,87=0,022 W/m2×k

R4=δ/λ1=0,1/0,044=2,272 W/m2×k

(situația actulă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47=5,0053⇒D>4,5⇒m=1

(situația propusă)

⇒D=0,034×9,47+0,5×8,85+0,022×9,47+2,272×0,3=5,686⇒D>4,5⇒m=1

Pentru fereastara exterioara si (situația actulă) si (situația propusă) D=0,5.

⇒m=1,225-(0,05×0,5)=1,2

2.4 Determinarea diferentei de temperatura Δt

Δt=Ti-Te [oC]

(situația actulă) si (situația propusă)

Living 2:

PESE;FEsv:Δt=20-(-15)=35 oC

PENE: Δt=20-(-15)=35 oC

PI-hol3;UI-hol3: Δt=20-18=2 oC

PI-baie3: Δt=20-22=2 oC

Baie 3:

PENV;FENV: Δt=22-(-15)=37 oC

PI-living2: Δt=22-20=2oC

PI-hol3;UI-hol3: Δt=22-18=4 oC

Hol 3:

PESE;PESV;PENV: Δt=18-(-15)=33 oC

PI-living2;UI-living2: Δt=18-20=2 oC

PI-baie3;UI-baie3: Δt=18-22=4 oC

2.5 Determinarea coeficientului de corectie CM

Conform indrumatorului de proiectare din Cap. 2, paragraf 2.5, se considera si in (situația actulă) si (situația propusă): CM=1

3 Determinarea fluxului de caldura pierdut prin sol

Qs={Ap×[(Ti-Tp)/Rp]}+{[CM×(ms/ns)]×[(Ti-Te)/Rbc] }×{[Abc+(1/ns)]×[(Ti-Tij)/Rbc]×Abcj} [W]

Trebuie calculat in acest caz pentru toate incaperile

3.1. Calculul suprafețelor cumulate ale pardoselii și pereților aflați sub nivelul pământului, precum și a benzii de contur

(situația actulă) si (situația propusă)

Living 2:

Apl=16,787 m2 din cap.1.4

P=3,95+4,25+3,95+4,25-0,7=15,7 m

⇒Ap=16,787+15,7=32,487 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru camera de zi:

Abc=1×lPESE+1×lPENE=5+4,075=9,075 m2

Baie 3:

Apl=7,9 m2 din cap. 1.4

p=3,95+2+3,95+2-0,7=11,2 m

⇒Ap=7,9+11,2=19,1 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru baie 1:

Abc=1×lPENV+lPENE=2,125+4,075=6,2 m2

Hol 2:

Apl=11,7 m2 din cap.1.4

p=6,5+1,8+6,5+1,8-0,7-0,7=15,2 m

⇒Ap=11,7+15,2=26,9 m2

Calculul benzii de contur Abc pentru hol 1:

Abc=1×lPESE+lPESV+lPENV=6,5+1,925+1,925=10,35 m2

3.2 Calculul rezistentei termice cumulate a pardoselii si a stratului de pamant

(situația actulă) si (situația propusă)

Nu avem pardosea, in contact direct cu pamantul , calculul rezistentei termice a pardoselei l-am facut in paragraful 2.2.1

3.3 Determinarea temperaturii pamantului

(situația actulă) si (situația propusă) In cazul nostru avem pentru zona in care suntem Tp=10 oC, conform indrumatorului de proiectare paragraf 3.3 .

3.4 Deterinarea coeficientului de masivitate termica a solului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza conform fig. 3.2 din indrumatorul de proiectare.

Lmax=AB=AC+CB

⇒AC=(1/4)×2π (H+Z)=(1/4)×2π (6+1,4)=11,62 m

CB=(1/4)×2πH=(1/4)×2π×6=9,424 m

⇒αmax=11,62+9,424=21,044

3.5 Determinarea coeficientului “ns”

(situația actulă) si (situația propusă) Din anexa A avem λpamant=2, din indrumator ns=1; h=0;

3.6 Determinarea rezistentei specifice si benzii si benzii de contur. Avem din tema de proiectare

(situația actulă) si ( situația propusă)

-pentru grosimea fundatiei g=0,65

⇒H=6 din tabelul 3.2 ⇒Rbc=0,742 [m2×k/W]

3.7 Fluxul de caldura transmis prin sol

Qs=Ap×{[(Ti-Te)/Rp]+CM}×(ms/ns)×{[(Ti-Te)/Rbc]×Abc}+(1/ns)×[(Ti-Tej)/Abcj] [W] unde:

Qsliving2:32,487×(35/3,187)+1×(1/1)×(35/0,742)×9,075+(1/1)×(5/0,742) ×10,35=356,775+428,066+69,743=854,584 W (situația actulă)

Qsliving2:32,487×(35/10,005)+1×(1/1)×(35/0,742)×9,075+(1/1)×(5/0,742) ×10,35=113,647+428,066+69,743=611,456 W (situația propusă)

Qsbaie3:19,1×(37/3,187)+1×(1/1)×(37/0,742)×6,2+(1/1)×(2/0,742) ×9,075=221,744+309,164+24,46=555,368 W (situația actulă)

Qsbaie3:19,1×(37/10,005)+1×(1/1)×(37/0,742)×6,2+(1/1)×(2/0,742) ×9,075=70,634+309,164+24,46=404,258 W (situația propusă)

Qshol3:26,9×(33/3,187)+1×(1/1)×(33/0,742)×10,35+(1/1)×(5/0,742) ×6,2=278,537+460,309+41,778=780,624 W (situația actulă)

Qshol3:26,9×(33/10,005)+1×(1/1)×(33/0,742)×10,35+(1/1)×(5/0,742) ×6,2=88,725+460,309+41,778=590,812 W (situația propusă)

4 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie

4.1 Determinarea fluxului de transmisie pierdut prin transmisie (QTk), pentru elementele de constructive k

– se calculeaza cu formula: QTk=CMk×mk×Ak×(Δtk/R’k) [W]

Living 2:

QTPESE=1×1×12,224×(35/0,557)=768,114 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×12,225×(35/2,827)=151,34 W (situația propusă)

QTPENE=1×1×15×(35/0,557)=942,549 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×15×(35/2,827)=185,709 W (situația propusă)

QTPI-baie3=1×1×12,225×(2/0,57)=750,596 W (situația actulă)

QTPI-baie3=1×1×12,225×(2/0,57)=750,596 W (situația propusă)

QTPI-hol2=1×1×15×(2/0,57)=52,631 W (situația actulă)

QTPI-hol2=1×1×15×(2/0,57)=52,631 W (situația propusă)

QTFENE=1×1×0,48×(35/0,19)=88,421 W (situația actulă)

QTFENE=1×1×0,48×(35/0,245)=68,571 W (situația propusă)

QTUI-hol3=1×1×1,4×(2/0,323)=8,668 W (situația actulă)

QTUI-hol3=1×1×1,4×(2/0,356)=7,865 W (situația propusă)

QTPLliving2=1×1×16,787×(5/1,012)=82,939 W (situația actulă)

QTPLliving2=1×1×16,787×(5/4,346)=19,313 W (situația propusă)

QTPDdormitor2- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Baie 3:

QTPENV=1×1×12,225×(37/0,557)=812,073 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×12,225×(37/2,827)=160,001 W (situația propusă)

QTPENE=1×1×6,375×(37/0,557)=423,473 W (situația actulă)

QTPENE=1×1×6,375×(37/2,827)=83,436 W (situația propusă)

QTPI-hol3=1×1×6,375×(4/0,57)= 44,736 W (situația actulă)

QTPI-hol3=1×1×6,375×(4/0,57)= 44,736 W (situația propusă)

QTPI-living2=1×1×12,225×(2/0,57)=42,894 W (situația actulă)

QTPI-living2=1×1×12,225×(2/0,57)=42,894 W (situația propusă)

QTFENV=1×1×0,48×(37/0,19)=93,473 W (situația actulă)

QTFENV=1×1×0,48×(37/1,28)=13,875 W (situația propusă)

QTUI-hol3=1×1×1,4×(4/0,323)=17,337 W (situația actulă)

QTUI-hol3=1×1×1,4×(4/0,356)=15,73 W (situația propusă)

QTPLbaie3=1×1×7,9×(7/1,012)=54,644 W (situația actulă)

QTPLbaie3=1×1×7,9×(7/4,346)=12,724 W (situația propusă)

QTPDbaie2- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

Hol 3:

QTPESE=1×1×5,775×(33/0,557)=342,145 W (situația actulă)

QTPESE=1×1×5,775×(33/2,827)=67,412 W (situația propusă)

QTPESV=1×1×19,5×(33/0,557)=1155,296 W (situația actulă)

QTPESV=1×1×19,5×(33/2,827)=227,626 W (situația propusă)

QTPENV=1×1×5,775×(33/0,557)=342,145 W (situația actulă)

QTPENV=1×1×5,775×(33/2,827)=67,412 W (situația propusă)

QTPI-baie3=1×1×6,375×(4/0,57)=44,736 W (situația actulă)

QTPI-baie3=1×1×6,375×4/0,57)=44,736 W (situația propusă)

QTPI-living2=1×1×13,125×(2/0,57)=46,052 W (situația actulă)

QTPI-living2=1×1×13,125×(2/0,57)=46,052 W (situația propusă)

QTUI-living2=1×1×1,4×(2/0,323)=8,668 W (situația actulă)

QTUI-living2=1×1×1,4×(2/0,356)=7,865 W (situația propusă)

QTUI-baie3=1×1×1,4×(4/0,323)=0,017 W (situația actulă)

QTUI-baie3=1×1×1,4×(4/0,356)=0,015 W (situația propusă)

QTPLhol3=1×1×11,7×(3/1,012)=34,683 W (situația actulă)

QTPLhol3=1×1×11,7×(3/4,346)=8,076 W (situația propusă)

QTPDhol3- nu avem diferenta de temperature (situația actulă) si (situația propusă)

4.2 Determinarea fluflului de caldura total pierdut prin transmisie de incaperi

-se calculeaza cu formula:

QT=∑ni=1QTk+Qs [W]

Baie 3:

QT=812,073+423,473+44,736+42,894+93,473+17,337+54,644=1488,63 W (situația actulă)

QT=160,001+83,436+44,736+42,894+13,875+15,73+12,724=373,396 W (situația propusă)

Living:

QT=768,114+942,549+750,596+52,631+88,421+8,668+82,939=2693,918 W (situația actulă)

QT=151,34+185,709+750,596+52,631+68,571+7,865+19,313=1236,025 W (situația propusă)

Hol 2:

QT=342,145+1155,296+342,145+44,736+46,052+8,668+0,017+34,683=1973,742 W (situația actulă)

QT=67,412+227,626+67,412+44,736+46,052+7,865+0,015+8,076=469,194 W (situația propusă)

4.3 Factorii de conversie a valorii fluxului de caldura cedat prin transmisie

4.3.1 Adaosul pentru orientare (Ao)

(situația actulă) si (situația propusă)

Din tab. 4.1 din indrumatorul de proiectare, corespunzator peretelui cu orientarea cea mai defavorabila luam astfel valorile:

Baie 3: Ao=+5;

Living 2: Ao=0;

Hol 2: Ao=-5;

4.3.2 Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci (Ac)

Daca Rm<10 m2×k/W, atunci valoarea lui Ac se citeste din fig. 4.1 din indrumatorul de proiectare.

Calculam rezistenta termica medie cu formula:

Rm=[AT×(Ti-Te)×CM]/QT [m2×k/W]

unde: AT [m2]- aria suprafetei totale a incaperii.

Ti,Te,QT- au semnificatiile anterioare.

Baie 3:

AT=12,225+12,225+6,375+6,375+0,48+1,4+7,9+7,9=54,88 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(54,88×37×1)/1488,63=1,364 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(54,88×37×1)/373,396=5,438 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=9,4 (situația actulă)

⇒Ac=5,5 (situația propusă)

Living 2:

AT=15+12,225+12,225+15+0,48+1,4+16,787=16,787=89,904 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(89,904×35×1)/2693,918=1,168 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(89,904×35×1)/353,787=8,894 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=10,8 (situația actulă)

⇒Ac=4,8 (situația propusă)

Hol 3:

AT=19,5+5,775+5,775+13,125+6,375+1,4+1,4+11,7+11,7=76,75 (situația actulă) si (situația propusă)

Rm=(76,75×33×1)/1973,742=1,283 m2×k/W (situația actulă)

Rm=(76,75×33×1)/469,194=5,398 m2×k/W (situația propusă)

⇒Ac=10,6 (situația actulă)

⇒Ac=5,4 (situația propusă)

4.3.3 Calculul procentual al influentei orientarii si suprafetei reci.

Se calculeaza cu formula:Y%=(Ao+Ac)/100 [%]

Baie 3:

Y%=(5+9,4)/100=0,114 % (situația actulă)

Y%=(5+5,5)/100=0,105 % (situația propusă)

Living 2:

Y%=(0+10,8)/100=0,108 % (situația actulă)

Y%=(0+4,8)/100=0,048 % (situația propusă)

Hol 3:

Y%=(-5+10,6)/100=0,056 % (situația actulă)

Y%=(-5+5,4)/100=0,004 % (situația propusă)

4.4 Determinarea fluxului de caldura de corectat pierdut prin transmisie de o incapere.

Fluxul de caldura corectat se determina cu formula: QTC=QT ×(1+Y%) [W]

Baie 3:

QTC=1488,63×(1+0,114)=1658,333W (situația actulă)

QTC=373,396×(1+0,105)=412,602 W (situația propusă)

Living 2:

QTC=2693,918×(1+0,108)=2984,861 W (situația actulă)

QTC=1236,025×(1+0,048)=1295,354 W (situația propusă)

Hol 3:

QTC=1973,742×(1+0,056)=2084,271 W (situația actulă)

QTC=469,194×(1+0,004)=471,07 W (situația propusă)

5 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor

5.1 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschiderea usilor si ferestrelor in functie de numarul de schimburi de aer

Qi1={[nao×CM×v×ρ×cp×(Ti-Te)+Qu]×[1+(Ac/100)]} [W]

5.1.1 Numarul de schimburi de de aer

(situația actulă) si (situația propusă)

a) pentru camera de locuit (general): nao=0,22×10-3 m3/s/m3

b) pentru bucatarii, livinguri: nao=0,33×10-3 m3/s/m3

c) pentru bai: nao=0,22×10-3 m3/s/m3

5.1.2 Calculul volumului incaperilor

(situația actulă) si (situația propusă)

Se va face cu relatia: V=APD×h [m3]

Baie 3: V=3×7,9=23,7 m3

Living 2: V=3×16,787 =50,361 m3

Hol 3: V=3×11,7=35,1 m3

5.1.3 Calcularea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns la deschiderea usilor exterioare

Avem usi exterioare doar la hol 1 si sufragerie, dar nu sunt niste usi care se deschid oarte fregvent, deci revenim la calculul Qi1 (sarcina termica), din paragraful 5.1, astfel:

Baie 3:

Qi1=(0,28×10-3×1×23,7×1,205×1,003×37)×[1+(9,4/100)]=324,648 W (situația actulă)

Qi1=(0,28×10-3×1×23,7×1,205×1,003×37)×[1+(5,5/100)]=313,075 W (situația propusă)

Living 2:

Qi1=(0,33×10-3×1×50,361×1,205×1,003×35)×[1+(10,8/100)]=778,94 W (situația actulă)

Qi1=(0,33×10-3×1×50,361×1,205×1,003×35)×[1+(4,8/100)]=736,759 W (situația propusă)

Hol 3:

Qi1=(0,22×10-3×1×35,1×1,205×1,003×33)×[1+(10,6/100)]=340,633 W (situația actulă)

Qi1=(0,22×10-3×1×35,1×1,205×1,003×33)×[1+(5,4/100)]=324,617 W (situația propusă)

5.2 Determinarea sarcinii termice pentru incalzirea aerului patruns si infiltrate la deschiderea usilor si a ferestrelor functie de viteza conventionala a vantului

(situația actulă) si (situația propusă)

Se calculeaza cu formula :

Qi2={CM×[E×∑i×L×v4/3×(Ti-Te)]+Qu}×[1+(Ac/100)] [W]

5.2.1 Factorul de corectie de inaltime

(situația actulă) si (situația propusă)

Pentru incaperi din cladiri cu mai putin de 12 niveluri: E=1.

5.2.2 Coeficientul de infiltrare prin rosturi “i”

La aceasta cladire exista pereti despartitori, avem cladire greu permeabila, valoarea coeficientului de infiltratie o citim din tab. 5.2, pag. 37,din indrumatorul de proiectare.

(situația actulă) si (situația propusă) Pentru toate camerele avem: i=0,1177

5.2.3 Lungimea rosturilor “L”

Perimetrul elementului mobil la ferestre si usi:

-se calculeaza cu ajutorul fig. de la paragraful 2.3

PemF0,6/0,8=2×0,6+1×0,2+1×0,3=1,7 m

PemU0,7/2=2×2+2×0,5=5 m

(situația actulă) si (situația propusă)

Baie 3: ∑li=1,7+5=6,7 m

Living 2: ∑li=1,7+5=6,7 m

Hol 3: ∑li=5+5=10 m

5.2.4 Viteza conventionala a vantului de calcul “V”

Se citeste din tab. 5.3 pag 39, din indrumatorul de proiectare astfel:

Cladirea noastra se afla in zona climatica II si se afla in localitate:

(situația actulă) si (situația propusă)

V4/3=8,55 m/s

⇒calculam Qi2 pe fiecare incapere in parte astfel:

Baie 3:

Qi2={[1×(1×0,1177×6,7×8,55×37)+0]×[1+(9,4/100)]}=272,92 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×6,7×8,55×37)+0]×[1+(5,5/100)]}=263,191 W (situația propusă)

Living 2:

Qi2={[1×(1×0,1177×6,7×8,55×35)+0]×[1+(10,8/100)]}=261,471 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×6,7×8,55×35)+0]×[1+(4,8/100)]}=247,312W (situația propusă)

Hol 3:

Qi2={[1×(1×0,1177×10×8,55×33)+0]×[1+(10,6/100)]}=367,292 W (situația actulă)

Qi2={[1×(1×0,1177×10×8,55×33)+0]×[1+(5,4/100)]}=350,023 W (situația propusă)

5.3 Determinarea sarcinii termice prin incalzirea aerului infiltrate si patruns la deschidera usilor si ferestrelor

Se determina ca valoarea maxima intre sarcinile termice Qi1 si Qi2: ⇒ Qi=max(Qi1 ; Qi2) [W]

(situația actulă)

Baie 2: Qi=max(324,648;272,92)=324,648 W

Living: Qi=max(778,94;261,471)=778,94 W

Hol 2: Qi=max(340,633; 367,292)=367,292 W

(situația propusă)

Baie 2: Qi=max(313,075;263,191)=313,075 W

Living: Qi=max(736,759;247,312)=736,759 W

Hol 2: Qi=max(324,617;350,023)=350,023 W

6.Determinarea necesarului de caldura de calcul

6.1 Determinarea necesarului de caldura de calcul

Se face cu formula: Q=QT+Qi, pentru fiecare incapere in parte:

(situația actulă)

Baie 2: Q=1488,63+324,648=1813,278 W

Living: Q=2693,918+778,94=3472,858 W

Hol 2: Q=1973,742+367,292=2341,034 W

(situația propusă)

Baie 2: Q=373,396+313,075=686,471 W

Living: Q=1236,025+736,759=1972,784 W

Hol 2: Q=469,194+350,023=819,217 W

6.2 Suma necesarului de caldura pentru tot parterul

Se stabileste cu relatia: ∑Qn etaj 1

(situația actulă)

Q1mansarda=1813,278+3472,858+2341,034=7627,17 W=7,627 kW

(situația propusă)

Q2mansarda=686,471+1972,784+819,217=3478,472 W=3,478 kW

6.3 Diferenta dintre situația actulă si situația propusă , a necesarului de caldura

Se calculeaza cu formula: ΔQcaz1/caz2=Qcaz1-Qcaz2, pentru fiecare incapere in parte:

Baie 2: ΔQcaz1/caz2=1813,278-686,471=1126,807 W=1,126 kW⇒62,14 %

Living: ΔQcaz1/caz2=3472,858-1972,784=1500,074 W=1,5 kW⇒43,19 %

Hol 2: ΔQcaz1/caz2=2341,034-819,217=1521,817 W=1,521 kW⇒65 %

6.4 Diferenta totala a necesarului de caldura pentru parter

∑ΔQTetaj 1=1126,807+1500,074+1521,817=4148,698 W=4,148 kW

⇒56,77 %

6.5 Suprafata totala supusa analizei

Din schita casei avem:

APDliving2+APDbaie3+APDhol3=11,7+16,78+7,9=36,38 m2

Suprafata totala mansarda: 36,38

Necesarului anual de energie termică pentru încălzire și preparaea apei calde mednajere

Necesarul anual pentru încălzire

Folosind normativele SR 1907/2 – 97 Instalații de încălzire. necesarul de căldură de calcul. temperaturi interioare convenționale de calcul si SR 4839 – 97 Instalații de încălzire. numărul anual de grade –zile respectiv standardul European EN 832 se vor calcula în continuare necesaru annual de enrgie termică.

4.2.1.1 Pentru calcule comparative, precum și pentru verificarea încadrării clădirilor de locuit în valorile normale, se consideră următorii parametrii (climatici și de exploatare a instalației de încălzire) unificați la valori considerate medii pe țară:

numărul de grade zile de calcul:3400 grade-zile

radiația solară globală:

coeficientul de corecție:

4.2.1.2 În aceste condiții, relația de calcul este:

[kWh/m3. an] (1)

în care:

G-coeficientul global de izolare termică a clădirii, [W/m3K];

V-volumul interior, încălzit, al clădirii, [m3];

gi-gradul de penetrare a energiei prin geamurile “i” ale tâmplăriei exterioare;

Afi-aria tâmplăriei exterioare prevăzută cu geamurile “i” [m2]

4.2.1.3. Coeficientul global de izolare termică a unei clădiri (G), este un parametru termo-energetic al anvelopei clădirii pe ansamblul acesteia și are semnificația unei sume a fluxurilor termice disipate (pierderilor de căldură realizate prin transmisie directă) prin suprafața anvelopei clădirii, pentru o diferență de temperatură între interior și exterior de la 1K, raportată la volumul clădirii, la care se adaugă cele aferente reîmprospătării aerului interior, precum și cele datorate infiltrațiilor suplimentare de aer rece.Coeficientul global de izolare termică se calculează cu relația :

[W/(m3K)] (2)

în care :

L coeficientul de cuplaj termic, calculat cu relația :

[W/K] (3)

τ factorul de corecție a temperaturilor exterioare [ – ];

V volumul interior, încălzit, al clădirii [m3];

R'm rezistența termică specifică corectată, medie, pe ansamblul clădirii, a unui element de construcție [m2K/W];

A aria elementului de construcție [m2], având rezistența termică R'm;

n viteza de ventilare naturală a clădirii, respectiv numărul de schimburi de aer pe oră [h-1].

Avem din subcapitolul 4.1.2, ariile fiecarui perete exterior al locuinței în parte:

Parter:

Camera de zi: APESV=15,96 m2, APENV=11,61 m2

Dormitor 1: APESV=11,61 m2, APESE=11,46 m2

Baie 1: APENV=7,2 m2

Sufragerie: APESV=11,61 m2, APENE=12,66 m2

Bucătărie: APENE=5,55 m2

Hol 1: APESE=10,5 m2

Debara: APENE=4,2 m2

Casa scării: APESE=8,31 m2, APENE=5,01 m2

Etaj:

Dormitor 2: APESV=14,475 m2, APENV=12,375 m2

Dormitor 3: APESV=12,975 m2, APESE=12,375 m2

Baie 2: APENV=7,35 m2

Birou: APENV=10,725 m2, APENE=8,175 m2

Living: APENE=14,25 m2

Hol 2: APESE=7,35 m2

Casa scării: APESE=11,1 m2, APENE=5,01 m2

Mansarda:

Living 2: APENE=15 m2, APESE=12,225 m2

Baie 3: APENV=12,225 m2, APENE=6,375 m2

Hol 3: APESV=19,5 m2, APESE=5,775 m2

Rezultă suma ariilor pereților exteriori: ΣA PE=302,94 m2

Din capitolul 4.1.2.1, subcapitolul 2.1.3, rezultă R'm PE=0,557(siuația actuală), 2,827(situația propusă) m2×K/W, având aceste valori putem calcula L(coeficientul de cuplaj termic) și anume: (situația actuală),

Din subcapitolul 4.1.2 calculez volumele fiecărei încăperi în parte:

V Cameră de zi= 5,2 x 3,75 x 3= 58,5 m3

V Dormitor 1= 3,75 x 3,7 x 3= 41,625 m3

V Baie 1= 2,15 x 2,55 x 3= 16,447 m3

V Sufragerie = 3,75 x 4,1 x 3= 46,125 m3

V Bucătărie= 3,75 x 1,6 x 3= 18 m3

V Hol 1= (3,25 x 1,55) + (2,15 x 5,2) x 3 = 48,63 m3

V Debara= 2,65 x 1,15 x 3= 9,142 m3

V Casa scării= 1,15 x 2,65 x 3= 9,142 m3

V Dormitor 2= 4,7 x 4 x 3= 56,4 m3

V Dormitor 3= 4,2 x 4 x 3= 50,4 m3

V Baie 2= 2,2 x 2,6 x 3= 17,16 m3

V Birou= 3,45 x 2,6 x 3= 26,91 m3

V Living 1= 3,45 x 4,5 x 3= 46,575 m3

V Hol 2= 6,3 x 2,2 x 3= 41,58 m3

V Casa scării= 1,15 x 3,45 x 3= 16,042 m3

V Living 2= 3,95 x 4,25 x 3= 50,362 m3

V Baie 3= 2 x 3,95 x 3= 23,7 m3

V Hol 3= 6,5 x 1,8 x 3= 35,1 m3

Rezultă volumul total al clădirii : ΣV = 611,84 m3

Din normativele menționate mai sus avem: τj=1 (pentru mediul exterior), respectiv viteza de ventilare a clădirii n=0,5 [h-1] numărul de schimburi de aer pe oră.

Având toate necunoscutele putem calcula coeficientul global de izolare termică a clădiri (G).

Din normativele mai sus menționate avem: gi (pentru geamuri duble simple)=0,75, respectiv AFI=1,5, în aceste condiții putem calcula:

Din calculele de mai sus rezultă căldura necesară anuală a clădirii:

3.2. Clădirea – în concepția prezentelor reglementări – reprezintă un ansamblu de apartamente, spații de circulație și alte spații comune, delimitat de o serie de suprafețe care alcătuiesc anvelopa clădirii și prin care au loc pierderile de căldură.

Anvelopa clădirii separă volumul încălzit al clădirii de :

aerul exterior;

sol (la plăci în contact direct cu solul, amplasate fie peste cota terenului sistematizat, fie sub această cotă, precum și la pereții în contact cu solul);

încăperi anexă ale clădirii propriu-zise, neîncălzite sau mult mai puțin încălzite, separate de volumul clădirii prin pereți sau/și planșee, termoizolate în mod corespunzător (exemplu: garaje, magazii, subsoluri tehnice sau cu boxe, pivnițe, poduri, camere de pubele, verande, balcoane și logii închise cu tâmplărie exterioară, ș.a.);

spații care fac parte din volumul constructiv al clădirii, dar care au alte funcțiuni sau destinații (exemplu : spații comerciale la parterul clădirilor de locuit, birouri, ș.a.);

alte clădiri, având pereții adiacenți separați de clădirea considerată, prin rosturi.

Rosturile antiseismice, de dilatație sau de tasare, atât cele deschise (care nu au prevăzute măsuri de izolare față de aerul exterior), cât și cele închise (la care se prevăd măsuri speciale de etanșare și izolare termică pe contur), constituie – de regulă – limite ale volumului clădirii, iar suprafețele pereților adiacenți rosturilor fac parte din anvelopa clădirii. Fac excepție situațiile la care rosturile sunt amplasate în interiorul unui volum unitar din punct de vedere funcțional (de exemplu rosturi la cămine, internate sau, uneori, chiar la unele clădiri de locuit); în aceste cazuri rosturile sunt de tip închis, volumul clădirii se calculează fără a ține seama de existența rosturilor, iar suprafața pereților adiacenți rosturilor nu se includ în anvelopa clădirii.

La clădirile compuse din mai multe secțiuni (case de scară) fără rosturi între ele, volumul și respectiv anvelopa clădirii se calculează pentru ansamblul acestor secțiuni.

În mod similar, la clădirile de locuit individuale, cuplate sau înșiruite, fără rosturi, volumul și anvelopa se determină pentru ansamblul clădirii.

La clădirile fără rosturi, pereții dintre secțiuni și dintre locuințele cuplate sau înșiruite, nu se consideră ca făcând parte din anvelopa clădirilor.

3.3. Aria anvelopei clădirii – A – se calculează cu relația :

[m2] (4)

în care :

A aria anvelopei, reprezentând suma tuturor ariilor elementelor de construcție perimetrale ale clădirii, prin care au loc pierderile de căldură;

Aj ariile elementelor de construcție care intră în alcătuirea anvelopei clădirii și anume:

suprafața opacă a pereților exteriori;

suprafețele adiacente rosturilor deschise și/sau închise;

suprafețele ferestrelor și ușilor exterioare, precum și ale pereților exteriori vitrați și ale luminatoarelor;

suprafața planșeelor de peste ultimul nivel, sub terase;

suprafața planșeelor de peste ultimul nivel, sub poduri;

suprafața planșeelor de peste pivnițe și subsoluri neîncălzite;

suprafața plăcilor în contact cu solul;

suprafața pereților în contact cu solul;

suprafața planșeelor care delimiteaza clădirea la partea inferioară, de exterior (la bowindouri, ganguri de trecere, etc.);

suprafața pereților și a planșeelor care separă volumul clădirii, de spații adiacente neîncălzite sau mult mai puțin încălzite, precum și de spații având alte destinații etc.

Ariile care alcătuiesc anvelope unei clădiri (Aj) se determină astfel:

ariile pereților se calculează pe baza următoarelor dimensiuni:

– pe orizontală, pe baza dimensiunilor interioare ale pereților exteriori sau ale celor de la rosturi (lungimile în plan marcate cu linie groasă în fig.1);

– pe verticală, între fața superioară a pardoselii de la primul nivel încălzit, până la tavanul ultimului nivel încălzit (înălțimea H = ΣHj în fig. 2).

ariile tâmplariei exterioare se iau în calcul pe baza dimensiunilor nominale ale golurilor din pereți (fig.1 și 2);

ariile orizontale (terase, planșee sub poduri, planșee peste subsoluri, plăci pe sol, ș.a.) se calculează pe baza dimensiunilor conturului interior al pereților care alcătuiesc anvelopa clădirii (fig. 1);

în cazul suprafețelor înclinate, la determinarea suprafețelor orizontale și verticale se va ține seama de această înclinare.

Așa cum rezultă din fig. 3, aria anvelopei se determină având în vedere exclusiv suprafețele interioare ale elementelor de construcție perimetrale, ignorând existența elementelor de construcție interioare (pereții interiori structurali și nestructurali, precum și planșeele intermediare).

Având în vedere cele menționate mai sus avem elementele prin care se pierde căldură:

Parter:

Camera de zi: APESV=15,96 m2, APENV=11,61 m2

Dormitor 1: APESV=11,61 m2, APESE=11,46 m2

Baie 1: APENV=7,2 m2

Sufragerie: APESV=11,61 m2, APENE=12,66 m2

Bucătărie: APENE=5,55 m2

Hol 1: APESE=10,5 m2

Debara: APENE=4,2 m2

Casa scării: APESE=8,31 m2, APENE=5,01 m2

Etaj:

Dormitor 2: APESV=14,475 m2, APENV=12,375 m2

Dormitor 3: APESV=12,975 m2, APESE=12,375 m2

Baie 2: APENV=7,35 m2

Birou: APENV=10,725 m2, APENE=8,175 m2

Living: APENE=14,25 m2

Hol 2: APESE=7,35 m2

Casa scării: APESE=11,1 m2, APENE=5,01 m2

Mansarda:

Living 2: APENE=15 m2, APESE=12,225 m2

Baie 3: APENV=12,225 m2, APENE=6,375 m2

Hol 3: APESV=19,5 m2, APESE=5,775 m2

Rezultă suma ariilor elementelor prin care se pierde căldură în ambele situații:

3.4. Volumul clădirii – V – reprezintă volumul delimitat pe contur de suprafețele perimetrale care alcătuiesc anvelopa clădirii, și care sunt precizate la punctul 3.3.

Volumul cladirii – V – reprezintă volumul încălzit al clădirii, cuprinzând atât încăperile încălzite direct (cu elemente de încălzire), cât și încăperile încălzite indirect (fără elemente de încălzire), dar la care căldura pătrunde prin pereții adiacenți, lipsiți de o termoizolație semificativă. În acest sens se consideră ca făcând parte din volumul clădirii: cămări, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scării, puțul liftului și alte spații comune.

Mansardele, precum și încăperile de la subsol, încălzite la temperaturi apropiate de temperatura predominantă a clădirii, se includ în volumul clădirii.

Nu se includ în volumul clădirii:

– încăperile cu temperaturi mult mai mici decât temperatura predominantă a clădirii, de exemplu camerele de pubele;

– verandele, precum și balcoanele și logiile, chiar în situația în care ele sunt închise cu tâmplărie exterioară.

Din subcapitolul 4.1.2 calculăm volumele fiecărei încăperi în parte:

V Cameră de zi= 5,2 x 3,75 x 3= 58,5 m3

V Dormitor 1= 3,75 x 3,7 x 3= 41,625 m3

V Baie 1= 2,15 x 2,55 x 3= 16,447 m3

V Sufragerie = 3,75 x 4,1 x 3= 46,125 m3

V Bucătărie= 3,75 x 1,6 x 3= 18 m3

V Hol 1= (3,25 x 1,55) + (2,15 x 5,2) x 3 = 48,63 m3

V Debara= 2,65 x 1,15 x 3= 9,142 m3

V Casa scării= 1,15 x 2,65 x 3= 9,142 m3

V Dormitor 2= 4,7 x 4 x 3= 56,4 m3

V Dormitor 3= 4,2 x 4 x 3= 50,4 m3

V Baie 2= 2,2 x 2,6 x 3= 17,16 m3

V Birou= 3,45 x 2,6 x 3= 26,91 m3

V Living 1= 3,45 x 4,5 x 3= 46,575 m3

V Hol 2= 6,3 x 2,2 x 3= 41,58 m3

V Casa scării= 1,15 x 3,45 x 3= 16,042 m3

V Living 2= 3,95 x 4,25 x 3= 50,362 m3

V Baie 3= 2 x 3,95 x 3= 23,7 m3

V Hol 3= 6,5 x 1,8 x 3= 35,1 m3

Rezultă volumul total al clădirii în ambele situații:

Calculul termic pentru prepararea apei calde menajere

Prepararea apei calde menajere, reprezintă o componentă importantă a necesarului de căldură al unui imobil, chiar dacă aparent, analizând puterea instalată pentru prepararea apei calde menajer nu este o putere termică semnificativă ea fiind de ordinul sutelor de wați. Pe întreg parcursul unui an energia termică utilizată în scopul preparării apei calde menajere este semnificativă și necesită eforturi financiare considerabile. Ca și caracteristică importantă este de observat faptul că cererea de energie termică pentru prepararea apei calde este relativ constantă pe tot timpul anului.

În cazul utilizării surselor regenerabile de energie, cum sunt energia solară sau energia geotermică, temperatura apei calde menajere preparate, va fi de cca 45°C. Prepararea apei calde menajere cu ajutorul energiilor regenerabile, se realizează în regim de acumulare. Nu se utilizează niciodată regimul “instant” de preparare a apei calde, deoarece acesta din urmă, presupune sarcini termice mari, deci echipamente scumpe. Astfel, cu ajutorul surselor regenerabile de energie, apa caldă menajeră este preparată în boilere, al căror volum de acumulare trebuie determinat în funcție de consumul zilnic de apă pe ce trebuie să îl asigure.

O problemă importantă a preparării apei calde menajere la temperaturi sub 60°C, este că în boilerele aflate sub această temperatură, se poate dezvolta o bacterie, denumită Legionella Pneumophila. Această bacterie nu afectează sistemul digestiv, dar este extrem de agresivă pentru sistemul respirator, afectând plămânii și poate provoca inclusiv moartea pacienților. În băi, bacteria menționată poate să ajungă din apă în aer, iar de aici poate să fie inhalată în plămâni. Denumirea bacteriei este legată de legiunile romane, deoarece membrii acestora au fost primii oameni care au contractat boala, intrând în contact cu apă contaminată. Datorită acestei bacterii, cel puțin boilerele pentru prepararea apei calde menajere la temperaturi sub 60°C, trebuie prevăzute și cu o rezistență electrică, sau cu o altă sursă de căldură, deoarece apa caldă menajeră din boiler trebuie încălzită pentru cel puțin pentru o oră pe zi, până la temperatura de 60°C, la care această bacterie este distrusă

Pentru dimensionarea, din punct de vedere termic, a sistemului de preparare a apei calde menajere pentru locuințe, în cazul utilizării surselor regenerabile de energie, se va dimensiona boilerul pentru consumul de apă indicat de utilizator.

Volumul minim al boilerului Vbmin, se poate calcula cu relația:

( 5 )

unde:

n – numărul de persoane;

Czn – consumul zilnic normat pe persoană, luat în considerare;

tacm – temperatura apei calde menajere la punctul de consum;

tar – temperatura apei reci la intrarea în boiler;

tb – temperatura apei calde din boiler

În cazul utilizării energiei solare, sau energiei geotermale (pompe de căldură) boilerele se vor supradimensiona față de volumul minim de apă, cu un factor de supradimensionare f=1,5…2. În cazul preparării apei calde menajere la 42°C, această supradimensionare are scopul ca în timpul utilizării apei calde, să nu fie sesizată o scădere progresivă evidentă a temperaturii apei, datorate pătrunderii treptate în boiler a apei reci care completează apa caldă consumată. În cazul boilerelor cu volumul minim calculat după relația matematică prezentată anterior, pe măsură ce s-ar consuma apa caldă din boiler și aceasta ar fi înlocuită de apă rece, s-ar sesiza scăderea treptată a temperaturii apei calde, ceea ce ar crea un fenomen de disconfort evident în cazul utilizării unor cantități mai mari de apă caldă, la un moment dat (ex. în timpul dușului). În cazul preparării apei calde menajere la 60°C, dar cu ajutorul energiei solare, caracterizată printr-o intensitate a radiației foarte variabilă, supradimensionarea boilerului este necesară pentru a se putea acumula o cantitate mai mare de apă decât cea minimă necesară, în vederea reducerii consumului de energie pentru prepararea apei calde menajere, în zilele cu radiație solară este mai puțin intensă. Astfel dacă factorul de supradimensionare este f=2, într-o zi cu radiație solară intensă se va putea prepara și acumula gratuit (folosind energia solară), o cantitate dublă de apă caldă menajeră, care va acoperi integral consumul și pentru ziua următoare, în cazul în care acea zi nu va beneficia de un nivel ridicat al radiației solare (ex. o zi ploioasă sau rece și înnorată). În acest fel, sursa alternativă de energie pentru prepararea apei calde, nu va funcționa a doua zi după una însorită, ceea ce reprezintă o economie importantă de energie și o reducere semnificativă a costurilor de exploatare a unei asemenea instalații de preparare a apei calde menajere.

Ținând seama de cele menționate anterior, volumul boilerului Vb, se va calcula:

=465 [l]

Fluxul de căldură Qc exprimat J/s; sau in W, necesar pentru prepararea apei calde de consum menajer se calculează cu relația:

( 6)

n – numărul de locuitori, ai imobilului = 4;

G1 – debitul de apă caldă pe cap de locuitor = 0,002 kg/s;

c – căldura specifică a apei calde de consum menajer [kcal/kg K];

tac – temperatura apei calde tac = 42°C;

tar – temperatura apei rece tar = 10°C.

Temperatura apei înainte de încălzire depinde de sursa și de anotimp având valori între +5°C (iarna) și +15°C (vara). Ca temperatură convențională de calcul se alege +10°C.

Temperatura de calcul a apei calde de consum menajer se va considera ca fiind 42°C astfel încât sa existe posibilitatea de preparare a apei calde atât din sursă geotermală cât și utilizând energia solară. Pentru o locuință unifamilială numărul de persoane este considerat a fi constituit din 4 membri astfel n= 4 iar consumul de apă caldă pe un ciclu de 24 de ore produsă din sursă regenerabilă conform normativelor în vigoare se consideră a fi de 60 litri pentru o persoană.

Se calculează :

unde: – fluxul de căldură calculat [W];

Pentru a se putea calcula puterea instalată a schimbătorului de căldură utilizat pentru producerea de apă caldă menajeră se recomandă ca timpul necesar pentru încălzirea întregului volum de apă din boiler să nu depășească 8 ore. Puterea instalată a boilerului se determină cu relația :

(7)

Unde:

– – puterea instalată a schimbătorului de căldură respectiv a panourilor solare;

– m – masa apei din boiler;

– tar – temperatura apei reci la intrarea în boiler;

– tb – temperatura apei calde din boiler

– τ timpul în necesar încălzirii apei calde menajere

In concluzie puterea instalată a panourilor solare respectiv a schimbătorului de căldură pentru preluarea de căldură de la fluidul geotermal trebuie să fie de 2159 W

Estimarea cantității totale de energie termică în scopul preparării apei calde menajere pe parcursul unui an calendaristic se realizează cu relația

[MJ] (8)

Unde:

căldura necesară preparării apei calde menajere pe parcursul unui an

fluxul de căldură necesar preparării apei calde menajere

timpul

Din rezultatele obținute mai sus calculăm căldura anuală totală necesară clădirii (QT), ceia ce inseamnă insumarea valorii căldurii anuale necesară a clădirii (QAN) cu valoarea căldurii necesare preparării apei calde menajere pe parcursul unui an (Qactest) și anume:

[GJ] (situația actuală)

[GJ] (situația propusă)

În marea majoritate locatarii acestor zone au locuintele echipate cu centrale termice cu lemne. O foarte mică parte au ca sursă de energie termică cazane cu brichete, paleți, sau cărbune.

Coșul de fum:

Noțiunea de coș de fum apare încă din faza de construcție în cazul sistemelor termice ce utilizează central cu combustibil solid.

Următorii factori duc la complexitatea coșului de fum:

Structura de rezistență pentru menținerea coșului de fum

Impactul de mediu și înalțimea construcției influențează înalțimea coșului de fum

Evacuarea trebuie să aibă diametru mare pentru a permite ca gazele de ardere să fie evacuate atât pentru sistemele cu ardere liberă cât și pentru sisteme cu ardere forțată

Elemente de curățare a coșului de fum ce permit o etanșeitate ridicată

Elemente ce preîntâmpină fenomenele meteorologice (ploaie, vânt, fulgere, zăpadă etc.)

Gradul de izolație termică reprezintă un factor foarte important în construirea coșului de fum datorită faptului că menține punctul de rouă la parametri și în zone favorabile

Echipamente pentru evacuarea dar și colectarea condensului

Echipamente de izolare cu scopul de prevenire a incendiilor.

Cameră centrală termică:

Camera centralei termice trebue să fie orientată astfel încât să existe posibilitatea alimentării cazanului cu lemne respectiv trebuie să respecte o suprafață minimă impusă prin normative funcție de combustibilul solid cu care funcționează și funcție de puterea acesteia

Centralele termice cu combustibil solid au nevoie de spații special amenajate pentru a permite o funcționare în cele mai bune condiții din punct de vedere a siguranței. Camera centralei trebuie respecte normativele funcție de combustibilul solid cu care funcționează și funcție de puterea acesteia. Încăperea trebuie să fie construită din elemente speciale, (pereți, tavan, uși, geamuri, etc. rezistenți la foc) și cu o structură de rezistență de nivel ridicat. Sunt impuse condiții de aerisire și evacuare a gazelor de ardere din camera centralei. Este nevoie de un sistem care să permită preluarea cantității de oxigen minim necesar reacțiilor de oxidare.

Magazia de lemne:

Magazia de depozitare a lemnului este un spațiu foarte bine ventilat si acoperit. Ventilarea se realizează de cele mai multe ori în mod natural dar in unele cazuri este realizată și o ventilare forțată.Magazia de lemne trebuie să fie poziționată în așa fel încât să aibă ascces mașinile care asigură necesarul de lemne într-un sezon.. Pe de altă parte magazia trebuie poziționată astfel încât să permită o alimentare ușoară și rapidă a centralei termice cu combustibil lemnos. Din punct de vedere constructiv cea mai importantă restricție este dată de normele de prevenire și stingerea incendiilor. Funcție de tipul combustibilului utilizat mai exact de densitatea și puterea calorică a acestuia se stabilesc dimensiunile magaziei de lemne. Pentru un randament crescut se impune ca lemnul utilizat în procesul de ardere să fie cu o umiditate foarte scăzută, în jurul valorii de 15 %. Lemnul utilizat este cu preponderență lemn de esență tare (fag, stejar, arțar, mesteacăn) a cărei putere calorifică specifică medie pentru o umiditate de 20% se calculează cu relația de mai jos:

(9)

unde:

HS – putere calorifică superioară

c – participația masică de carbon

h – participația masică de hidrogen

n – participația masică de azot

o – participația masică de oxigen

a – participația masică de cenușă.

Putem considera o compoziție gravimetrică medie a lemnului de esență tare ca fiind:

unde: a – cenușă

w – apă.

Pe baza relației de mai sus puterea calorifică superioară medie a lemnului de esență tare este:

Puterea calorifică inferioară:

La o umiditate de 20% densitatea medie a lemnului de esență tare este , iar în acest caz puterea calorifică inferioară HIV a unui metru cub de lemn de esență tare este dată de relația de mai jos.

(10)

În magazia de lemne acestea sunt depozitate, crăpate și stivuite, iar un metru cub de lemn ocupă un volum de 1,2 metri cubi în magazia de lemne. Volumul ocupat, de lemnele crăpate și stivuite se numește un metru ster (1 m3 = 1,2 m ster).

În zona climatică în care este încadrată casa analizată numărul mediu anual de zile în care este necesară încălzirea spațiilor este 200, iar apa caldă menajeră se prepară pe tot parcursul anului. În aceste condiții necesarul anual de energie termică se determină cu prima relație din cele trei de mai jos pentru încălzirea spațiilor, a doua relație din cele de mai jos, iar pentru apă caldă menajeră și pentru necesarul total de energie termică a treia relație.

unde:

– energia termică anuală pentru încălzirea unei case

– timpul necesar pentru încălzirea unei case

– timpul necesar pentru preparare apă caldă menajeră

– energia termică totală pentru o casă rezidențială.

Volumul de combustibil solid VIF necesar pentru un an cu scopul furnizării energiei termice se calculează cu relația de mai jos:

(11)

Necesarul volumului de combustibil solid permite calculul volumului magaziei pentru lemne. Pentru o casă rezidențială în condițiile prezentate anterior și considerând randamentul centralei termice este necesar depozitarea a . Înălțimea optimă la care se recomandă stivuirea lemnelor este de înălțime ce ne permite stabilirea suprafeței ocupate de combustibilul solid necesar pentru 1 an:

Timpul necesar pentru uscarea lemnului astfel încât acesta să ajungă la o umiditate sub 20% este recomandat a fi un an calendaristic. Din acest motiv suprafața magaziei de lemne este de două ori suprafața ocupată de necesar pentru un an adică .

Cu ajutorul rezultatelor obținute mai sus putem calcula masa de lemn necesară pentru locuința analizată (Mln):

==12619,696=12,619 m3 (situația actuală)

==4844,27=4,844 m3 (situația actuală)

Cantitatea de lemn utilizată într-un an în cazul casei neizolate termic este de 15,142 m steri.

Cantitatea de lemn utilizată într-un an în cazul casei neizolate termic este de 5,813 m steri.

Centrala termică:

Echipamentul principal dintr-o instalație cu combustibil solid este centrala termică. Se montează în încăperile special amenajate ce permit racordarea la coșul de fum. Toate casele din cartierul rezidențial Sânmartin sunt echipate cu cazane moderne, cazane cu gazeificarea combustibilului solid. În cea mai mare parte cazanele sunt cu puteri nominale între 25 kW și 35kW. Centralele termice sunt sisteme complexe ce au următoarele echipamente principale:

suflantă pentru asigurarea aerului necesar procesului de oxidare

focar confecționat din oțeluri de calitate ridicată

schimbătorul de căldură tip apă-aer

ușă de alimentare cu combustibil

ușă pentru evacuare cenușă

sistem evacuare gaze de ardere

ușă admisie aer

colector de cenușă

colector de condens

sistem de reglare a debitelor gazelor de ardere

circuit răcire pentru protecția supraîncălzirii apei în cazan

sistem de comandă și control

echipamente de măsură și control (termometre, manometre, termostat, regulator de putere)

Exploatarea cazanului:

Procesul de gazeificare a lemnului (piroliză) se realizează în partea superioară a cazanului prin stratul de jar. Gazul format prin arderea lemnului este condus la duza arzător și se amestecă cu aerul secundar unde are loc procesul de oxidare. Căldura obținută la acest nivel este cedată apei din cazan și condusă apoi către spațiile de încălzire și preparare apă caldă menajeră.

Pornirea cazanului se realizează prin parcurgerea succesivă a următorilor pași.

Pentru a se putea porni procesul de oxidare a combustibilului solid primul pas este de a obține valoarea nominală a temperaturii de aprindere ce caracterizează combustibilul lemnos utilizat. Temperatura de aprindere se obține folosind material ușor inflamabil iar încărcarea cazanului se face treptat respectând pașii recomandați de producător. Întreținerea procesului de ardere are nevoie de personal instruit deoarece funcție de necesarul fluxului de căldură se recomandă încărcări diferite a cazanului cu combustibil. Spre exemplu pe parcursul sezonului cald când cazanul se utilizează doar pentru preparare apă caldă menajeră se impune o alimentare a focarului cu combustibil de maxim 50%, iar în timpul în care nu este nevoie de apă caldă menajeră procesul de oxidare trebuie oprit complet pentru a nu apărea fenomenul de condens. Condensul împreună cu gudronul se depun pe suprafețele de schimb de căldură diminuând semnificativ randamentul cazanului.

Curățarea cazanului se face după fiecare alimentare și la intervale de 3-5 zile se evacuează cenușa acumulată și se face o curățare completă a suprafețelor de schimb de căldură respectiv a duzelor de alimentare cu aer. Datorită temperaturilor ridicate la care funcționează cazanul la interval de maxim 14 zile este obligatorie verificarea și completarea cu apă dacă este nevoie a instalației de încălzire. Se reglează periodic balamalele ușilor iar când se impune se schimbă cordonul de etanșare a ușii de alimentare sau evacuare cenușă. Corpul duzei de alimentare cu aer se va înlocui periodic iar o dată cu el și garniturile de etanșare.

Coșul de evacuare a gazelor este recomandat a fi curățat de două ori pe an. Dacă curățarea coșului de fum nu se realizează în mod corect reducerea secțiunii acestuia conduce la o ardere imperfectă datorită imposibilității de evacuare a gazelor de ardere.

Protecția cazanului împotriva coroziunii impune echipamente suplimentare ce a rolul de a menține o diferență dintre turul și returul cazanului între 15 ºC și 25 ºC.

Încărcarea excesivă a cazanului atunci când nu funcționează la putere nominală, întreruperea de energie electrică, avarii la pompele de recirculare, avarii la sistemele de admisie aer, avarii la sistemul de evacuare gaze de ardere, erori umane în exploatare, etc., toate acestea impun un sistem de protecție a cazanului pentru supraîncălziri. Cel mai des se utilizează un rezervor de acumulare (puffer) care permite o descărcare a fluxului de căldură din centrala termică astfel încât temperatura din centrală să nu depășească valoarea temperaturii de saturație a apei din circuitul secundar.

Posibilitatea de automatizare a sistemelor de încălzire cu combustibil solid este foarte limitată și se poate face pe intervale de timp reduse.

Personalul de întreținere a centralei termice trebuie să fie bine instruit atât în ce privește aspectele tehnice ale centralei cât și regulile de prevenire și stingerea incendiilor respectiv reguli de protecția muncii.

4.1.3 Proiectarea noului sistem de producere a energiei termice.

4.1.4 Analize comparative între sistemul actual și sistemul propus

Concluzii

Datele obținute în acest studiu, confirmă faptul că o casa izolată termic pierde mai puțină căldură decât una neizolată termic și anume suma necesarului de căldură la casa neizolată termic studiată este de 38,498 kW, respectiv suma necesarului de căldură la aceiași casă, dar izolată termic este de 20,163 kW, diferența fiind semnificativă, de 18,335 kW.

În concluzie ne dăm seama ca necesarul de caldură pentru două case isolate termic este aproape egal cu necesarul de căldură pentru o casă izolată termic, deci dacă facem investiție în izolarea unei case , câștigăm în timp, suma investită.

Cantitatea de lemn utilizată într-un an în cazul casei neizolate termic este de 15,142 m steri iar în cazul aceleiași case isolate termic este de 5,813 m steri.

În concluzie casa pe care am făcut studiul, izolată termic, economisește 9,329 m steri de lemne într-un an.

De asemenea am realizat un studiu de prefezabilitate în scopul alegerii unei surse de energie termică precum și pentru propunerea unui sistem de îcălzire în sistem hibrid pompă de căldură apă apă- sistem solar.

La sistemul de încălzire cu combustibil solid costurile anuale de întreținere sunt în jurul sumei de 3000 lei lunar în timp ce la sistemul cu pompă de căldură apă apă- sistem solar aceleași costuri de întrținere sunt in jurul sumei de 1400 lei .

Diferența de întrținere dintre sistemul clasic cu combustibil solid și cel cu pompă de căldură apă apă-sistem solar este în jurul sumei de 400 euro anual, avantaj pentru sistemul cu pompă de căldură.

Recuperarea investiției și a costulurilor o facem în aproximativ 14,15 ani de la data punerii în funcțiune a pompei de căldură.

Bibliografie

Pantea, Mircea. Noi surse de energii regenerabile-Volumul 1. Editura Universității din Oradea, Oradea 2008

http://www.scritub.com/economie/UTILITATI-PUBLICE-FURNIZAREA-S74415.php (Accesat 28 Februarie, 2015 ora 19:40)

http://www.em.ucv.ro/elee/RO/realisations/EnergiesRenouvelables/Enjeux/ProductionElectricite/1_cours.htm (Accesat 01 Martie, 2015 ora 20:30)

http://www.archive-ro-2013.com/ro/c/2013-10-23_3067384_1/Antrepriza-Generala-pentru-lucrari-de-constructii-Cyclon/ (Accesat 02 Martie, 2015 ora 17:20)

http://www.referatele.com/referate/chimie/online8/Proiect-Combustibilii–compozitie–tipuri–intrebuintari-referatele-com.php; (Accesat 07 Ianuarie, 2015 ora 23:10)

http://www.termo.utcluj.ro/termo/06ardere.pdf ; Capitol realizat în colaborare cu Prof. en. dr. ing. Teodor Mădărășan; ora (Accesat 11 Ianuarie, 2015 ora 16:25)

http://www.referatele.com/referate/chimie/online8/ Proiect-Combustibilii–compozitie–tipuri– intrebuintari-referatele-com.php; (Accesat 18 Ianuarie, 2015 ora 19:45)

http://www.termo.utcluj.ro/termo/06ardere.pdf; Capitol realizat în colaborare cu Prof. en. dr. ing. Teodor Mădărășan; (Accesat 12 Ianuarie, 2015 ora 12:50)

http://www.referatele.com/referate/chimie/online8/Proiect-Combustibilii–compozitie–tipuri–intrebuintari-referatele-com.php; (Accesat 08 Ianuarie, 2015 ora 16:55)

http://www.termo.utcluj.ro/termo/06ardere.pdf; Capitol realizat în colaborare cu Prof. en. dr. ing. Teodor Mădărășan; (Accesat 15 Ianuarie, 2015 ora 19:25)

http://www.termo.utcluj.ro/termo/06ardere.pdf; Capitol realizat în colaborare cu Prof. en. dr. ing. Teodor Mădărășan; (Accesat 12 Februarie, 2015 ora 19:30)

http://www.egs-project.eu/index.php?option=com_docman&task=doc_download&gid=177&Itemid=94 (Accesat 05 Martie, 2015 ora 19:35)

http://www.wall-street.ro/tag/certificate-verzi.html (Accesat 06 Martie, 2015 ora 12:10)

http://www.opcom.ro/opcom/uploads/doc/PCCV/PCV_Descriere.pdf (Accesat 06 Martie, 2015 ora 13:20)

http://en.wikipedia.org/wiki/Green_certificate (Accesat 07 Martie, 2015 ora 17:35)

http://ro.wikipedia.org/wiki/Nox%C4%83 (Accesat 07 Martie, 2015 ora 20:30)

http://referat.clopotel.ro/Tipuri_de_energie-13001.html (Accesat 10 Martie, 2015 ora 15:50)

http://www.egs-project.eu/index.php?option=com_docman&task=doc_download&gid=177&Itemid=94 (Accesat 07 Martie, 2015 ora 16:35)

19 https://www.google.ro/search?q=sisteme+solare+de+incalzire+schema&biw=1366&bih=657&tbm=isch&imgil=aYjga-KbbJwG5M%253A%253Bq8MaL1cERM2jJM%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.soltech.ro%25252Fsisteme%2525252520fortate.htm&source=iu&pf=m&fir=aYjga-KbbJwG5M%253A%252Cq8MaL1cERM2jJM%252C_&usg=__7WMBMli21EvfLmtHuFBOSNAtkoc%3D&ved=0CEsQyjc&ei=kkZbVZChBsqdsgHw64CQCw#imgrc=aYjga-KbbJwG5M%253A%3Bq8MaL1cERM2jJM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.soltech.ro%252Fimg%252FSchema_incalzire_solara_fatada.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.soltech.ro%252Fsisteme%252520fortate.htm%3B617%3B528 (Accesat 12 Mai, 2015 ora 18:00)

20 http://www.renewables-made-in-germany.com (Accesat 19 Mai, 2015 ora 17:00)

21 http://ro.wikipedia.org/wiki/Pomp%C4%83_de_c%C4%83ldur%C4%83 (Accesat 18 Mai, 2015 ora 18:00)

22 Blaga, Alin Casian. Echipamente și instalații termice. Editura Universității din Oradea, Oradea 2009

23 http://www.qmag.ro/centrale-termice-cu-peleti/edilkamin/2441-bering/ (Accesat 14 Martie, 2015 ora 12:00)

24 http://www.qmag.ro/centrale-termice-cu-peleti/edilkamin/2783-maxima-24/ (Accesat 14 Martie, 2015 ora 13:10)

25 http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83cur%C4%83 (Accesat 13 Martie, 2015 ora 11:10)

26 http://www.omvpetrom.com/portal/01/petromcom/!ut/p/c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3gDf1OLQC9HZyNXA3dPD1-PwFBDAwjQDy7K1y_IdlQEAGN6fXg!/#P%C4%83cur%C4%83%20u%C5%9Foar%C4%83 (Accesat 16 Martie, 2015 ora 17:25)

27 https://www.gdfsuez.ro/energie-acasa/wp-content/uploads/2012/09/Ghid-alegere-centrala-termica1.pdf (Accesat 25 Martie,2015 ora 22:35)

28 http://www.unicenergoinstal.ro/ (Accesat 26 Martie,2015 ora 17:20)

29 http://aaecr.ro/wp-content/uploads/2014/12/ROMANIA-ARE-NEVOIE-DE-O-STRATEGIE-pentru-ENERGIA-TERMICA.pdf (Accesat 27 Martie, 2015 ora 11:00)