NOTIUNI FUNDAMENTALE SI MARIMI UTILIZATE INAREA HIGROTERMICA A CLADIRILOR

NOTIUNI FUNDAMENTALE SI MARIMI UTILIZATE IN PROIECTAREA HIGROTERMICA A CLADIRILOR

1. Notiuni fundamentale

a. Anvelopa cladirii sau element de inchidere

Element de constructie perimetral care delimiteaza volumul interior al incaperii sau cladirii de mediul exterior sau de spatii cu temperaturi diferite .

b. Temperatura

Temperatura este o marime de stare, care arata gradul de incalzire sau de racire a unui mediu material.

Astfel cele doua medii separate de elementele de anvelopa ale cladirilor sunt caracterizate termic prin temperaturile interioare t_i respectiv temperaturile exterioare t_e .

c.Caldura

Caldura este o forma a energiei.

Caldura se propaga intre medii sau zone ale unor medii de temperaturi diferite. In univers exista tendinta de echilibru termic.

d. Regim termic stationar

Daca cel putin una dintre temperaturile t_i si t_e variazaa in timp, cantitatea de caldura ce traverseaza elemental anvelopei este variabila in timp. In acest caz schimbul de caldura se realizeaza in regim termic nestationar sau regim termic variabil.

In mod real, temperatura mediului interior si a celui exterior variaza in timp.

Daca se admite ipoteza simplificatoare conform careia temperaturile celor doua medii nu variaza in timp se instituie regim termic stationar sau permanent .

In mod simplificat proiectarea higrotermica se efectuiaza in regim termic stationar, respectiv T_i si T_e sunt constante , T_i ≠ T_e .

Efectul regimului termic real, nestationar se introduce prin coeficienti de corectie sau prin verificari suplimentare.

e. Suprafete si linii izoterme

Suprafetele unui mediu material care au aceeasi valoare a temperaturii se numesc suprafete izoterme.

Liniile care unesc puncte de aceeasi valoare a temperaturii se numesc linii izoterme.

2. Marimi caracteristice transferului de caldura in regim stationar

a.Cantitatea de caldura care se schimba intre doua fete ale unui element de constructie cu temperaturile T₁ si T₂ de arie A, in m², de grosime d, in m, si conductivitate termica , in W/mK, in timpul t, in secunde este data de relatia:

Q = ( J sau Ws )

b. Fluxul termic este cantitatea de caldura schimbata in unitatea de timp si este dat de relatia:

= ( J/s sau W ) c. Densitatea fluxului termic sau flux termic unitar, defineste fluxul termic schimbat prin unitatea de suprafata si este dat de relatia:

( W/m² ) (9.3)

Pe timp de iarna, schimbul de caldura dintre cele doua medii, prin elementul solid separator, are loc astfel

de la mediul interior la suprafata interioara a elementului

de la suprafata interioara a elementului la suprafata exterioara

de la suprafata exterioara a elementului la mediul exterior ;

q_i- flux termic unitar, schimbat intre mediul interior, reprezentat conventional prin aerul interior de temperatura t_i si suprafata interioara (de 1 m²) a elementului separator de temperatura t_si ; t_si < t_i

q_k - flux termic unitar, schimbat intre cele doua suprafete ale elementului separator , de temperaturi t_si si t_se ; t_si > t_se

q_e - flux termic unitar, schimbat intre suprafata exterioara a elementului, de temperatura t_se si mediul exterior, de temperatura t_e ; t_se > t_e

d) Conductivitate termica sau coeficient de conductivitate termica

Transferul termic prin conductivitate termica are loc in mediile solide, energia termica fiind transmisa fara transport de materie.

Conductivitatea termica reprezinta proprietatea materialelor de a permite trecerea fluxului termic.

Daca diferenta de temperatura dintre cele doua suprafete ale unui material omogen este egala cu un grad Kelvin pe metru (suprafetele de transfer termic aflandu-se la distanta de 1 metru), coeficientul de transfer termic pentru aceasta situatie este egal cu coeficientul de conductivitate termica (

Unitatea de masura pentru conductivitatea termica " , este W / m K

Coeficientul de conductivitate termica reprezinta de fapt cantitatea de caldura care trece intr-o secunda printr-un cub cu latura de 1 m, realizat din material omogen, dispus perpendicular pe directia fluxului termic, cand diferenta de temperatura dintre fetele sale este de 1 K (sau 1C).

e) Rezistenta termica defineste proprietatea mediilor prin care se

propaga caldura, de a se opune acestei propagari.

In regim stationar, in cazul fluxului unidirectional (directia fluxului termic este perpendicular pe element), rezistenta termica defineste capacitatea elementului de constructie care separa doua ambiante de temperaturi diferite de a se opune propagarii fluxului termic care il strabate. Cantitativ, pentru o arie egala cu unitatea, rezistenta termica este raportul intre gradientul de temperatura si densitatea fluxului termic, respectiv : - 9 -

= [m²K/W] (9.4)

Relatia este valabila pentru un element de constructie alcatuit dintr-un singur strat de grosime ,,d ", avand coeficientul de conductivitate termica ,,

In proiectarea higrotermica se mai utilizeaza ca marimi derivate din rezistenta termica urmatorii coeficienti

f. Coeficientul de transfer termic ( U ),este inversul rezistentei termice si reprezinta fluxul termic in regim statioar, raportat la aria de transfer si la diferenta de temperatura a mediilor situate de o parte si de alta a unui sistem sau element si este dat de relatia

U = W/m²K]    (9.5)

Relatia se obtine pornind de la definitia de mai sus astfel :

U = =

g.Coeficientul de cuplaj termic al unei suprafete (L) este dat de relatia:

L = [W/K] (9.6)

si reprezinta fluxul termic care se propaga printr-un element de constructie de

arie A si rezistenta termica R pentru un gradient de temperatura de 1 ⁰C.

h. Coeficientul liniar de transfer termic , care tine seama de influenta unei punti termice liniare, fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic . Unitatea de masura este ( W/ m k )

j. Coeficientul punctual de transfer termic , care tine seama de influenta unei punti termice punctuale fata de un calcul unidirectional al coeficientului de transfer termic.Unitatea de masura este (W / K ).

Acesti coeficienti si ) se folosesc pentru determinarea rezistentei termice corectate (R^'). In tabelele 1 . 73 din Normativ C 107/3 -2005 se dau valorile acestor coeficienti pentru o serie de detalii curent utilizate .