Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
1
Avizat,
Coordonator Agent Economic Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iași SC SIBELIUS SRL
Reprezentant Legal Reprezentant Legal
Prof. Dr. Ing. Dan Cașcaval Cristian Vasile Gheban
Semnătură: Semnătură:
Ștampilă: Ștampilă:
Director Proiect Responsabil de proiect
Conf. Dr. Ing. Tania Mariana Hapurne Cristian Vasile Gheban
PN–III–P2–2.1–BG–2016–0074, Contract 61 BG din 01/10/2016
MODELLUS
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme
constructive de înaltă performanță energetică, cu impact minim asupra mediului Model for a sustainable single-family dwelling integrating architectural concepts and high energy performance systems with
minimal environmental impact
Durată proiect: 22 luni
Raport științific și tehnic, Etapa I (2016) Data depunerii: decembrie 2016
Numărul raportului PN–III–P2–2.1–BG–2016–0074/61BG/1
Faza de execuție Nr. 1
Titlul Analiză critică din punct de vedere energetic și al impactului asupra
mediului a locuinței unifamiliale „Casă solară pe structură din lemn
Sibelius”
Autori Tania Mariana Hapurne, Irina Baran, Aurora Irina Dumitrașcu, Adriana
Kadhim Abid, Călin Gabriel Corduban, Răzvan Mircea Nica, Costel
Avram, Cristian Constantin Ungureanu
Stadiul Raport de etapă (Etapa I, 1.10.2016 – 31.12.2016)
Cercetarea care a condus la aceste rezultate este finanțată prin programul PN III, Programul 2 –
Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare (UEFISCDI), Tip
proiect – Transfer de cunoaștere la agentul economic „Bridge Grant”, prin contractul PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074/61 BG din 01/10/2016.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
2
Obiectivele generale ale proiectului
Scopul acestui proiect este de a răspunde necesităţilor identificate la agentul economic şi constă în
dezvoltarea unui model de locuinţă unifamilială, în acord cu tradiţia românească de locuire, cu un
grad ridicat de flexibilitate a partiului, cu o înaltă performanţă energetică şi impact minim asupra
mediului, realizabilă la un preţ accesibil diferitelor categorii sociale. Obiectivele proiectului vizează:
a. Elaborarea unui set de 10 soluții de arhitectură pentru locuinţe unifamiliale care răspund criteriilor
de sustenabilitate, respectiv funcţionalitate, eficienţă energetică și impact minim asupra mediului;
b. Dezvoltarea a 2 variante cu componentă inovativă privind rezolvările constructive ale elementelor
de anvelopă, bazate pe utilizarea materialelor locale (lemn, piatră naturală, pământ, lână, paie etc.)
caracterizate printr-un volum redus de energie înglobată, reclamând manoperă cu un nivel mediu
de calificare;
c. Selectarea şi integrarea soluţiilor optime arhitectural constructive propuse într-un model detaliat de
locuinţă unifamilială sustenabilă, realizabilă cu costuri care să o facă accesibilă şi categoriilor
sociale cu venituri medii;
d. Predicţia performanţelor realizabile, raportate la criteriile de sustenabilitate, prin simulări numerice
care iau în considerare parametrii climatici specifici zonei N-E, cu carateristici de climat sever
(ierni aspre şi veri toride);
e. Consolidarea pregătirii practice a studenţilor masteranzi ai Facultății de Arhitectură „G. M.
Cantacuzino” precum și a doctoranzilor de la Facultatea de Construcții și Instalații din Iași, prin
urmărirea comportării reale a unei clădiri cu eficienţă energetică ridicată, obţinută prin sisteme
pasive, sisteme studiate la nivel teoretic în facultate.
Rezumatul fazei; Obiectivele etapei 1
Scopul acestei etape este de a crea condiţiile logistice şi conceptuale necesare derulării activităţilor
prevăzute în proiect şi de realiza o analiză critică din punct de vedere energetic şi al impactului
asupra mediului a locuinţei unifamiliale “Casă solară pe structură din lemn Sibelius” pentru a servi
drept reper în evaluarea modelului ce urmează a fi realizat.
Obiectivele urmărite au vizat: 1. Accesul echipei de cercetare la tehnologia agentului economic; rezultatele vizitei de lucru efectuate de
echipa de cercetare la locuinţa unifamilială Sibelius.
2. Elaborarea programului detaliat de monitorizare a parametrilor microclimatici interiori şi de confort
ambiental şi, respectiv, a consumurilor energetice pentru încălzire şi iluminat
3. Organizarea stagiilor de practică a masteranzilor şi doctoranzilor.
4. Organizarea şi demararea operaţiilor de monitorizare a parametrilor microclimatici interiori şi de
confort ambiental şi, respectiv, a consumurilor energetice pentru încălzire şi iluminat .
5. Estimarea performanţei energetice a clădirii pe baza proiectului şi a datelor privind consumurile
energetice pentru încălzire furnizate de agentul economic.
6. Monitorizarea parametrilor microclimatici şi de confort ambiental şi prelucrarea valorilor aferente
etapei I.
7. Crearea paginii web a proiectului pe site-ul solicitantului și actualizarea acesteia.
Obiectivele etapei au fost realizate integral.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
3
Rezultate obţinute:
1. Transferul de date/informaţii referitoare la tehnologia agentului economic respectiv la Casa solară pe
structură din lemn, Sibelius.
2. Organizarea / programul stagiilor de practică a masteranzilor şi doctoranzilor.
3. Raport privind programul detaliat al operaţiilor de monitorizare. Valori pentru indicatorii energetici şi
de mediu specifici clădirii; măsurători aferente perioadei etapei 1.
4. Indicatorii de performanţă energetică a clădirii pe baza informaţiilor conţinute în proiect şi a datelor
privind consumurile energetice pentru încălzire, furnizate de agentul economic.
5. Pagina web a proiectului creată pe site-ul solicitantului și actualizarea acesteia.
Cuvinte cheie:
Locuinţă performantă energetic, parametri de confort termic şi vizual, indicatori de performanţă
energetică.
Descrierea ştiinţifică şi tehnică cu punerea în evidenţă a rezultatelor etapei şi a gradului de
realizare a obiectivelor.
Cuprins:
1. Managementul proiectului şi activităţi de diseminare
2. Accesul echipei de cercetare la tehnologia agentului economic. Rezultatele vizitelor de lucru la
locuința unifamilială Sibelius. Descrierea clădirii: arhitectură, soluții constructive
3. Organizarea stagiilor de practică ale masteranzilor și doctoranzilor
4. Raport privind programul detaliat al operațiilor de monitorizare. Valori pentru indicatorii energetici și
de mediu specifici clădirii; măsurători aferente perioadei etapei I
4.1 Organizarea și derularea operațiilor de monitorizare a parametrilor de microclimat interior și
exterior, confort ambiental şi a consumurilor energetice
4.2 Programul detaliat de monitorizare a parametrilor de microclimat interior și exterior, confort
ambiental şi a consumurilor energetice
4.3 Prezentare generală a măsurătorilor efectuate, descrierea metodei de lucru
4.4 Analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări instantanee ale valorilor
parametrilor de microclimat interior şi confort ambiental
4.5 Analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări de durată ale valorilor
parametrilor de microclimat interior, confort ambiental și a consumurilor energetice
4.6 Concluzii privind analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări instantanee şi
de durată ale parametrilor de microclimat interior şi confort ambiental
5. Estimarea indicatorilor de performanţă energetică (PE) a clădirii pe baza proiectului şi a datelor
privind consumurile energetice pentru încălzire, furnizate de agentul economic.
5.1 Criterii şi metode de analiză
5.2 Indicatori de PE estimaţi prin metode directe
5.3 Indicatori de PE estimaţi prin metode indirecte/inverse
5.4 Indicatori de PE estimaţi prin simulare numerică
5.5 Concluzii privind performanţa energetică a locuinţei unifamiliale Sibelius
Bibliografie.
1. Managementul proiectului şi activităţi de diseminare
Managementul proiectului, care se desfășoară pe întreaga durată de implementare reunește toate
activitățile de organizare, coordonare, raportare și monitorizare a acțiunilor din cadrul proiectului.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
4
Activitățile efectuate au vizat discutarea acordului ferm de colaborare cu agentul economic, planificarea
vizitelor de lucru, urmărirea desfășurării acestora din punct de vedere științific dar și al managementului
cheltuielilor implicate, organizarea desfășurării stagiilor de practică și a activităților conexe, organizarea
desfășurării operațiilor de instalare a aparaturii, monitorizării și efectuării măsurătorilor, realizarea paginii
web, coordonarea întocmirii raportului științific și tehnic al etapei, întocmirea raportului financiar,
urmărirea planului de realizare a proiectului și a termenelor aferente.
Activitatea de diseminare s-a concretizat în:
Informarea asupra proiectului şi discutarea acordului ferm de colaborare cu agentul economic;
Lansarea proiectului în cadrul echipei de cercetare a Facultății de Arhitectură "G.M. Cantacuzino" din
Iași;
Susținerea prezentării orale “The Surface Temperature Factor – an Assesment Criterion of Superficial
Condensation Risk”, autori Baran Irina, Georgescu Mihaela Stela, Dumitrescu Laura, Bliuc Irina și
Pescaru Radu Aurel, în cadrul conferinței “Towards a Sustainable Urban Environment”, 16-19
noiembrie 2016, Iași;
Crearea paginii web a proiectului pe site-ul solicitantului şi actualizarea acesteia.
2. Accesul echipei de cercetare la tehnologia agentului economic. Rezultatele vizitelor de lucru la
locuința unifamilială Sibelius. Descrierea clădirii: arhitectură, soluții constructive
Vizita de lucru s-a desfăşurat în zilele de 11 şi 18 noiembrie 2016 şi a constat în prezentarea obiectivului
de către managerul firmei Sibelius şi beneficiarul clădirii, dl. Cristian Vasile Gheban, întrebări şi discuţii
cu membrii echipei, montarea aparaturii de monitorizare a parametrilor microclimatului interior şi de
confort ambiental pentru prima perioadă de măsurători, determinarea valorilor instantanee ale
parametrilor microclimatului interior şi de confort ambiental în diferite puncte ale locuinţei, considerate
relevante pentru evaluare.
Descrierea clădirii Casa solară Sibelius (Conform proiectului pus la dispoziție de agentul economic)
Casa solară Sibelius, este localizată în orașul Suceava, adresa fiind Strada Parcului, P.C. 7414. Locuința a
fost finalizată în anul 2014. În urma măsurătorilor şi a observaţiilor in-situ, au fost constatate o serie de
neconcordanţe între proiectul iniţial şi situaţia construită (Fig. 2.1).
Fig. 2.1. Fotografii realizate de către echipa de cercetare în data de 11.11.2016 - Casa Sibelius
Din punct de vedere arhitectural/ funcțional, spațiile interioare gravitează în jurul nucleului central de
tip seră. La parter sunt dispuse spațiile aferente zonei de zi, iar la etaj este amplasată zona de noapte.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
5
Fig. 2.2. Fotografii interior - Casa Sibelius
Din punct de vedere structural, casa are o structură din lemn, de tip cadre (stâlpi şi grinzi din lemn
lamelar încleiat).Termoizolația este realizată din plăci termoizolante din fibre de lemn, ecarisat și
ignifugat, tratat contra dăunătorilor și fibre naturale de celuloză „ISOFLOC”, realizată prin pompare.
Instalaţii termice şi de iluminat
Încălzirea, prin pardoseală, este asigurată de o centrală termică pe gaz şi, ocazional, de un şemineu pe
lemne, amplasat în spaţiul de zi.
Gradul de ocupare al clădirii - O familie compusă din 3 persoane
Parametri de microclimat interior şi de confort ambiental: Valorile instantanee şi înregistrările
corespunzătoare primei perioade de monitorizare a parametrilor de microclimat interior şi de confort
ambiental, precum şi consumurile energetice zilnice sunt prezentate şi interpretate în cap. 4.
Aparatura de monitorizare a parametrilor microclimatului interior/exterior şi de confort ambiental pentru
prima perioadă de măsurători, ce a permis determinarea valorilor instantanee ale parametrilor
microclimatului interior şi de confort ambiental în diferite puncte ale locuinţei, considerate relevante
pentru evaluare, a fost instalată și utilizată începînd cu prima vizită de lucru a echipei de cercetare
(fig.2.3).
Fig. 2.3. Aparatura de monitorizare instalată și utilizată la vizita de lucru
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
6
3. Organizarea și derularea stagiilor de pregătire practică ale masteranzilor și doctoranzilor Desfășurarea stagiilor de practică a doctoranzilor și masteranzilor se derulează în strânsă legătură cu
operațiile de monitorizare a parametrilor microclimatici interiori și prelucrarea/analiza valorilor specifice
rezultate din măsurători pentru proiectul Casa solară Sibelius.
Organizarea stagiilor de pregătire practică
Criteriile utilizate în vederea selecției masteranzilor și doctoranzilor participanți în proiect au vizat:
compatibilitatea cercetării doctorale cu tema proiectului; relevanța și oportunitatea temei alese de către
masterand pentru proiectul de diplomă; posibilitatea aplicării în cazul proiectului de diplomă a
conceptelor de sustenabilitate, respectiv a standardelor specifice de evaluare (NZEB, LCA); participarea
la concursuri destinate studenților și implicarea în activități extracuriculare. În urma evaluării au fost
selectați un număr de 12 studenți (2 doctoranzi, 10 masteranzi).
Derularea stagiilor de pregătire practică
Stagiile de practică ale masteranzilor și doctoranzilor au constat în desfășurarea a două tipuri de activități:
1. deplasări la Casa solară “Sibelius” și contactul direct cu modalități concrete de aplicare a principiilor
sustenabilității; monitorizarea parametrilor;
2. participarea la procesul de centralizare și interpretare a datelor specifice casei solare.
Programul activităților de organizare și derulare a stagiilor de practică – perioada aferentă etapei I
a proiectului
Data Activități Persoane implicate
1 - 16.11.2016 - selecția masteranzilor și doctoranzilor membrii proiectului
16.11.2016 - stabilirea calendarului și activităților aferente
stagiilor de practică
membrii proiectului, 2
doctoranzi, 10 studenți
18.11.2016 - deplasare la tehnologia agentului economic -
Casa solară SIBELIUS; identificarea metodelor
active și pasive de asigurare a sustenabilității în
construcții; - monitorizarea parametrilor microclimatici
3 membri proiect, 2 doctoranzi, 3
masteranzi
25.11.2016–
4.12.2016
- centralizarea și interpretarea parametrilor
specifici
3 membri proiect, 2 doctoranzi, 7
masteranzi
Fig. 3.1. Stagii de practică- vizita studenților masteranzi, 18.11.2016
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
7
4. Raport privind programul detaliat al operațiilor de monitorizare. Valori pentru indicatorii
energetici și de mediu specifici clădirii; măsurători aferente perioadei etapei I
4.1.Organizarea și derularea operațiilor de monitorizare a parametrilor de microclimat interior şi
exterior, confort ambiental şi a consumurilor energetice
a.Parametri monitorizați
Parametrii termo-higro-energetici şi de confort ce urmează a fi monitorizaţi sunt următorii: - Distribuţia pe verticală și orizontală a temperaturilor aerului interior în centrul clădirii și în
vecinătatea suprafețelor opace, transparente, a ușii exterioare şi în dreptul punților termice;
măsurătorile se vor efectua preponderent iarna, la temperaturi exterioare scăzute, în paralel cu
înregistrarea temperaturilor exterioare. - Temperatura suprafețelor interioare (opace, transparente, în zone de punți termice) în paralel cu
înregistrarea temperaturilor exterioare. - Viteza curenților de aer la interior. - Consumul zilnic de gaz metan. - Nivelul de intensitate luminoasă.
b. Aparatura utilizată
Testo 435 - Instrument multifuncțional pentru monitorizarea parametrilor de confort interior (temperatura,
aer, umiditate relativă aer, concentrație CO2 din aerul atmosferic, viteza curenților de aer, nivelul de
intensitate luminoasă).
Caracteristici:
Nr.
crt.
Parametrul măsurat Domeniul de
măsura
Rezoluția
aparatului
1 Temperatura aerului -5…+150˚C 0.1˚C
2 Umiditate relativă a aerului 0…100% 0.1
3 Viteza curenților de aer 0…20m/s 0.01m/s
4 Concentrația de CO2 din aerul atmosferic 0…10000 ppm 1 ppm
5 Nivelul de intensitate luminoasă 0…10000 Lux 1 Lux
Fig. 4.1. Testo 435 - Instrument multifuncțional pentru monitorizarea parametrilor de confort interior
(temperatura, aer, umiditate relativă aer, concentrație CO2 în aerul atmosferic, viteza curenților de aer,
nivelul de intensitate luminoasă)
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
8
TM-946 - Termometru digital cu 4 intrări (4 sonde de măsura simultane) pentru măsurarea și înregistrarea
temperaturilor pe suprafață.
Caracteristici:
Nr.
crt.
Parametrul măsurat Domeniul de
măsura
Eroarea de
măsura
Rezoluția
aparatului
1 Temperatura
suprafeței
-199.9 … + 1210˚C ±0.1˚C 0.1˚C
Fig. 4.2. Termometru digital cu 4 intrări, tip TM-946 pentru măsurarea și înregistrarea temperaturilor de
suprafață
4.2 Programul detaliat de monitorizare a parametrilor de microclimat interior şi exterior, confort
ambiental şi a consumurilor energetice
Activitatea de monitorizare se va derula periodic, pe durata sezonului rece, în intervalul noiembrie 2016 –
martie 2017. Pentru a asigura relevanţa rezultatelor, intervalul calendaristic al perioadelor de
monitorizare, cu durata de o săptămână în fiecare lună menţionată, va fi stabilit în funcţie de previziunile
meteorologice. La debutul fiecărei perioade de monitorizare se vor efectua determinări ale valorilor
instantanee ale parametrilor caracteristici de microclimat interior/exterior. Programul detaliat al activităţii
de monitorizare a parametrilor este prezentat în tabelul 4.1.
Tabelul 4.1. Program determinări parametri de microclimat interior la locuinţa Sibelius
Perioada
Parametru
măsurat/
înregistrat
Pasul de
timp
(frecvența
de
înregistrare)
Aparat
utilizat Indicații / Observații
11-18
noiembrie
2016
Temperatura
aerului interior*
Temperatura
aerului exterior* 60 min
Termometru
digital
Aparat poziționat lângă
centrala termică pe gaz, la ușa
de intrare
Alimentarea se va face cu
ajutorul unei surse de curent
neintreruptibile
Consum gaz* 24 ore Citire
contor gaz
Se va citi zilnic la ora 18 și se
va nota valoarea indexului
din ziua respectivă
Pe durata măsurătorilor, nu se
va suplimenta încălzirea cu
alte surse necontorizate de ex.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
9
sobe pe lemne
Distribuția pe
verticală și
orizontală a
temperaturilor
aerului interior
- Termometru
digital
Se vor dispune termocupluri
în apropierea suprafețelor
opace și vitrate în zona
curentă dar și în apropierea
punților termice, a ușii de la
intrare, în camere, în centrul
casei, în băi
Temperatura
suprafețelor
interioare
- Termometru
digital
Se vor dispune termocupluri
pe suprafețe opace și vitrate
în zona curentă dar și în
punțile termice depistate cu
camera în infraroșu
Viteza curenților
de aer la interior -
Analizor
Testo
Se va dispune senzorul în
zonele de gradient mare de
temperatură depistate anterior
Concentrația de
CO2 în aerului
din casa
- Analizor
Testo
Se va masură in fiecare
cameră de la parter și etaj
Umiditatea
relativă a aerului
interior
- Analizor
Testo
Se va masură in fiecare
cameră de la parter și etaj
Nivelul de
intensitate
luminoasă
- Analizor
Testo
Se vor măsura valorile
instantanee de intensitate
luminoasă în mai multe
puncte de la parter și etaj, în
camere și în centrul
geometric al casei.
Se va nota nivelul de
intensitate luminoasă din
exterior, măsurat la umbră și
la soare, se va nota (descrie)
starea/ gradul de acoperire cu
nori a cerului pe durata
efectuării măsuratorilor.
Nivelul de
intensitate
luminoasă*
60 min Analizor
Testo
Senzorul se va monta în
centrul geometric al casei.
Se va nota intervalul orar în
care s-a utilizat doar lumina
naturală.
Concentrația de
CO2 în aerul
interior*
60 min Analizor
Testo
Senzorul se va monta în
centrul geometric al casei.
Umiditatea
relativă a aerului
interior *
60 min Analizor
Testo
Senzorul se va monta în
centrul geometric al casei.
Ianuarie
2017
Se vor efectua aceleaşi operaţii şi măsurători de valori insantanee ca şi în
prima perioadă
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
10
Februarie
2017
Se vor efectua aceleaşi operaţii şi măsurători de valori insantanee ca şi în
prima perioadă
Martie
2017
Se vor efectua aceleaşi operaţii şi măsurători de valori insantanee ca şi în
prima perioadă
* Măsurători efectuate în regim continuu pe durata monitorizării
4.3 Prezentare generală a măsurătorilor efectuate, descrierea metodei de lucru
S-a măsurat distribuția valorilor mărimilor care caracterizează confortul ambiental, pe orizontală de-a
lungul axelor XX’ și YY’ și pe verticală, în punctele 1,2,3,4,5,6,7 de la parter și etaj (Fig. 4.3).
Fig. 4.3. Poziționarea punctelor și a axelor de măsurare a valorilor parametrilor monitorizați
S-au efectuat măsuratori instantanee pentru următoarele mărimi:
- temperatura aerului,
- umiditatea aerului,
- nivelul de intensitate luminoasă,
- viteza curenților de aer,
- concentrația de CO2.
S-a determinat valoarea instantanee a temperaturii suprafețelor vitrate și opace în zone curente și în
zone de punte termică.
Pe durata măsuratorilor instantanee temperatura exterioară s-a modificat de la 2,6 la 7,5°C (condiții meteo
pe durata efectuării măsuratorilor: cer cu soare, fără nori și fără vânt).
S-a montat aparatura pentru monitorizări permanente cu înregistrarea valorilor măsurate din oră în oră
după cum urmează:
- temperatura aerului interior și cea a aerului exterior, timp de 7 zile. La sfârșitul fiecărei zile s-a notat
consumul de gaz și energie electrică indicat de contoare.
- concentrația de CO2 și umiditatea aerului timp de 48 de ore.
- nivelul de intensitate luminoasă, în centrul geometric al parterului, la înălțimea de 0,5m de la sol, timp
de 5 zile.
4.4 Analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări instantanee ale valorilor
parametrilor de microclimat interior şi confort ambiental
Analiza valorilor obţinute prin măsurători instantanee ale parametrilor de climat interior şi confort
ambiental evidenţiază următoarele aspecte:
Valorile de temperatură ale aerului interior după direcția N-S sunt relativ uniforme, înregistrând-se o
diferenţă de 1,2 °C la parter şi 1,8 °C (Tab.4.2 , Fig. 4.4).
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
11
Tabelul 4.2 Valorile de temperatură a aerului interior după axa XX’, la înălțimea de 1m de la pardoseală:
Distanța XX’
(m) 0.5 2 4 6 8 10 12 14 16 18
PARTER
Temperatura
°C 21.5 21.3 21.2 21.1 20.8 20.8 20.7 20.6 20.4 20.3
ETAJ
Temperatura
°C 20.9 21 21 21 21.1 20.8 20.5 20.4 20.3 20.3
PARTER
ETAJ
Fig. 4.4. Variaţia temperaturii aerului interior după axa XX’ (est-vest) la înălțimea de 1m de la
pardoseală.
După axa YY’, care traversează spaţiul de tip seră dezvoltat pe întreaga înâlţime a clădirii, variaţia
temperaturii aerului interior este şi mai puţin sesizabilă, diferenţa maximă înregistrată fiind de 0,5
°C (Tab. 4.3, Fig. 4.5).
Tabelul 4.3. Valorile de temperatură a aerului interior după axa YY’, la înălțimea de 1m de la pardoseală
(parter)
Distanța YY’
(m) 0.5 1 2 3 4 5 6 7 7.45
Temperatura
°C 20.3 20.5 20.4 20.5 20.2 20.2 20.1 20.1 20
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
12
Fig. 4.5 Variaţia temperaturii aerului interior după axa YY’ (nord-sud) la înălțimea de 1m de la
pardoseală
Gradientul de temperatură după direcţia verticală este de 2 °C în zona centrală (pct. 1) şi inferior
acestei valori în celelalte puncte (Tab 4.4).
Tabelul 4.4. Distribuția pe verticală a temperaturii în cele 7 puncte reprezentative măsurate de la
pardoseală până la înălțimea de 2.5m
Distanța față de
pardoseală
(m)
Temperatura în punctelele 1….7
(°C)
1 2 3 4 5 6 7
PARTER
2.5 19.6 20.2 21.1 20.8 19.8 19.6 19.9
2 19.4 20.1 20.4 20.8 19.8 19.5 19.8
1.5 19.3 20.1 20.3 19.7 19.8 19.4 19.6
1 19.4 19.7 20.2 19.8 19.7 19.3 19.5
0.5 19.5 19.6 20 19.9 19.6 19.2 19.6
0 21.6 19.5 18.8 22.6 20.5 18.6 19.9
ETAJ
2.5 20.7 20.1 20 20.4 20.2 - -
2 20.3 20.1 20.1 20.4 20.1 - -
1.5 20.2 20.1 20.2 20.2 19.9 - -
1 20 20 20.2 20.6 19.9 - -
0.5 20.2 20 20.3 20.6 20 - -
0 (pe pardoseală
încălzită)
24.1 21.8 22 22 24 - -
Valorile reduse ale diferenţelor de temperatură între diferitele zone ale locuinţei, atât după orizontală
cât şi după verticală atestă faptul că nu există risc de disconfort termic local.
Viteza curenţilor de aer variază în limite admisibile, cea mai mare valoare, de 0,12 m/s înregistrându-
se în zona centrală (Tab. 4.5).
Tabelul 4.5. Viteza curenților de aer în cele 7 puncte reprezentative măsurate la înălțimea de 1m de
pardoseală
Viteza v m/s
Pct. 1 2 3 4 5 6 7
PARTER 0.12 0.04 0.05 0.08 0.08 0.07 0.08
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
13
ETAJ 0.08 0.08 0.07 0.06 0.07 - -
Nivelul de iluminare prezintă valori reduse, (Tab.4.6) explicabile prin perioada anului în care s-au
efectuat măsurătorile; o concluzie relevantă nu poate fi formulată decât în urma măsurătorilor de
durată, derulate în diferite perioade ale anului.
Tabelul 4.6 Distribuția valorilor nivelului de intenitate luminoasă în cele 7 puncte reprezentative
măsurate la înălțimea de 1m de la pardoseală:
Nivel intensitate luminoasă Lux
Pct 1 2 3 4 5 6 7
PARTER 181 540 450 280 56 330 270
ETAJ 515 164 160 18 85 - -
În exterior, la umbră, nivelul intensității luminoase pe durata măsurătorilor a fost de 1090 Lux.
Umiditatea relativă a aerului interior este relativ constantă şi se situează în domeniul optim de confort
pentru locuinţe, variind între 57,6 şi 60 % (Tab.4.7).
Tabelul 4.7 Distribuția valorilor de umiditate relativă în cele 7 puncte reprezentative măsurate la
înălțimea de 1m de la pardoseală:
Umiditate relativă (%)
Pct 1 2 5
PARTER 64.2 64.2 61.8
ETAJ 60 58.5 57.6
În exterior, umiditatea relativă a aerului pe durata măsurătorilor a fost de 49.8 % iar temperatura de 7.2˚C.
Concentraţia de CO2 , între 1415 şi 1360 ppm, depăşeşte limitele normate, fapt ce poate fi explicat prin
gradul de ocupare mai mare decât în mod obişnuit, dar poate semnala şi o ventilare insuficientă;
măsurătorile de durată vor lămuri acest aspect (Tab.4.8).
Tabelul 4.8 Distribuția valorilor concentraţiei de CO2 în cele 7 puncte reprezentative măsurate la
înălțimea de 1m de la pardoseală:
Concentraţie CO2 (PPM)
Pct 1 2 5
PARTER
CO2 (ppm) 1404 1360 1422
ETAJ
CO2 (ppm) 1415 1397 1428
În exterior, concentrația de CO2 a aerului pe durata măsurătorilor a fost de 682 ppm iar temperatura de
7.2˚C.
Temperatura suprafeţei vitrate este aproximativ egală cu cea a suprafeţei opace; ceea ce demonstrează
nivelul ridicat de protecţie termică a zonelor vitrate, dar şi un nivel maxim de confort termic, situaţie
ce caracterizează clădirile care includ sisteme pasive de valorificare a energiei solare.
Valori mai scăzute ale temperaturii superficiale se înregistrează pe zona vitrată, în dreptul montanţilor
(fig. 4.6). Dar chiar şi în această zonă temperatura superficială este mult superioară punctului de rouă
pentru valorile de temperatură şi umiditate relativă înregistrate, ceea ce indică absenta punților termice
majore.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
14
Fig. 4.6.Valoarea instantanee a temperaturii suprafețelor vitrate și opace în zona de punte termică
4.5 Analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări de durată ale valorilor
parametrilor de microclimat interior, confort ambiental şi ale consumurilor energetice
Datele obţinute prin înregistrare continuă a valorilor parametrilor de microclimat interior şi exterior pe o
anumită periodă de timp, coroborate cu consumurile energetice zilnice, permit caracterizarea comportării
în regim dinamic, acesta fiind regimul real în care funcţionează clădirea. Principalele caracteristici ale
clădirii care pot fi identificate şi cuantificate în urma prelucrării statistice a datelor primare sunt legate de
inerţia termică, măsura în care este valorificată energia solară şi capacitatea de stocare a energiei radiante,
capacitatea de ventilare naturală şi variaţia în timp a parametrilor de confort şi microclimat interior. La o
analiză preliminară, pot fi făcute aprecieri referitoare la următoarele criterii prin care pot fi puse în
evidenţă caracteristicile mai sus menţionate:
Capacitatea de amortizare a oscilaţiilor termice, exprimată prin raportul dintre amplitudinea de variaţie
a temperaturii aerului exterior şi cea a aerului interior. Valoarea aproximativă a capacităţii de
amortizare termică estimată pe baza variaţiei zilnice a celor 2 parametri pe durata monitorizării (fig.
4.7) este 5, mult inferioară în raport cu clădirile masive, din zidărie sau beton (coeficient de amortizare
10...15).
Timpul (ore)
Interior Tmedie = 20.8°C T max = 23.0°C Tmin = 19.2°C
Exterior Tmedie = 0.6°C T max = 10.9°C Tmin = - 3.8°C
Fig.4.7 Variația temperaturii aerului interior (culoare roșie) și a aerului exterior (culoare albastră) pe
durata celor 7 zile (169 ore) de înregistrări
Contribuţia aporturilor solare la reducerea consumurilor energetice pentru asigurarea condiţiilor de
confort termic. Analizând valorile consumurilor energetice în raport cu temperatura exterioară pe
intervalul considerat, se constată că, zile cu temperaturi exterioare aproximativ egale se caracterizează
prin consumuri energetice diferite cu mai mult de 100%, temperatura aerului interior fiind chiar mai
ridicată în ziua cu consum mai redus (tabelul 4.9).
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
15
Tabelul 4.9 Variaţia temperaturii aerului interior/exterior și consumurile energetice pe durata
înregistrărilor (monitorizării)
Data Valori temperatură
aer interior
[°C]
Valori temperatură
aer exterior
[°C]
Consum
Energie
kWh Min med max Min med max
11-12 nov 2016 20.1 20.9 22.1 -0.1 3.14 9.8 161.4
12-13 nov 2016 21.2 21.9 23 -1.8 1.1 3.3 115,4
13-14 nov 2016 20.5 21.1 22 -1.8 -1.3 -0.5 73.6
14-15 nov 2016 19.2 20.1 20.9 -1.6 -1.0 -0.1 156.4
15- 16 nov 2016 19.6 20.1 20.6 -3.8 -1.0 2.0 146.8
Prezenţa radiaţiei solare directe din 13- 14 noiembrie – zi însorită- a determinat reducerea consumului
energetic la mai putin de 50% şi creşterea temperaturii aerului interior cu 1°C, faţă de ziua cu consum
maxim de energie.
Capacitatea de ventilare naturală poate fi apreciată prin ritmul de descreştere a concentraţiei de CO2 în
absenţa ocupanţilor (fig. 4.8).
Timpul (ore)
Fig. 4.8. Variația concentrației de CO2 pe durata celor 93 ore de înregistrări exprimat în ppm (părți pe
million)
Comportamentul utilizatorilor şi durata de ocupare a locuinţei reflectate în variaţia umidităţii relative a
aerului interior. (fig.4.9). Intervalul de variaţie a acestui parametru este între 49 şi 65%, valori care,
coroborate cu valorile temperaturii aerului interior, se incadrează în intervalul optim de confort termic.
Timpul (ore)
Fig. 4.9. Variația umidității relative a aerului pe durata celor 93 ore de înregistrări
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
16
Măsura în care sunt satisfăcute criteriile de confort vizual pe durata unui interval şi pe durata anului
reflectată în graficul de variaţie a intensităţii luminoase cu timpul (fig. 4.10).
Timpul (ore)
Fig. 4.10. Variația nivelului de intensitate luminoasă pe durata celor 76 ore de înregistrări
Nivelul maxim de intensitate luminoasă 1500 Lux este atins în aceaşi zi în care consumul energetic
este minim, în ziua cu cea mai mare durată de însorire din interval. O imagine sintetică a variaţiei
parametrilor de confort este prezentată în tab. 4.10.
Tabelul 4.10. Valori sintetice ale parametrilor de confort.
Parametru
măsurat
U. M
Valori
Min. Med. Max
Temperatură
°C 19.2 20.8 23
Umiditate
relativă
% 49.3 59.4 64.7
Iluminat natural
Lux 0 - 1536
Conţinut CO2
PPM 703 1318 2226
4.6 Concluzii privind analiza preliminară a rezultatelor obținute prin determinări instantanee şi
de durată ale parametrilor de microclimat interior şi confort ambiental
Clădirea analizată este corect conformată din punct de vedere termo-enegetic, prezentând o distribuţie
de temperatură cvasi-uniformă pe întreg volumul, ceea ce atestă absenţa punţilor termice pronunţate şi
nivelul ridicat de protecţie termică;
Condiţiile de confort higrotermic, reflectate în valorile de temperatură şi umiditate relativă ale aerului
interior sunt satisfăcute, nu există riscul de disconfort termic local;
Clădirea prezintă un potenţial ridicat de valorificare a energiei solare prin aport direct, ceea ce conduce
la reducerea semnificativă a consumurilor de energie pentru asigurarea confortului termic şi vizual;
Concentraţiile relativ ridicate de CO2 ar putea fi un indiciu al ventilării naturale insuficiente;
Corelaţia dintre valorile temperaturii aerului interior şi exterior evidenţiază o capacitate redusă de
amortizare a oscilaţiilor de temperatură, ceea ce este specific clădirilor uşoare, fără masivitate termică.
Pe baza analizei preliminare a datelor referitoare la parametrii microclimatici şi de confort ambiental
se poate concluziona că pentru perioada toamnă - iarnă, clădirea asigură un nivel ridicat de confort
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
17
ambiental, fapt datorat bunei conformări termo-energetice, prezenţei sistemului pasiv de valorificare a
energiei solare, precum şi instalaţiei de încălzire prin pardoseală.
Acumularea unui volum mai mare de date prin monitorizările ulterioare prevăzute în proiect şi
prelucrarea statistică a acestora vor crea premizele unei caracterizări termo-energetice complexe a
clădirii, pentru a servi drept reper pentru evaluarea şi optimizarea modelului.
5. Estimarea indicatorilor de performanţă energetică (PE) a clădirii pe baza proiectului şi a datelor
privind consumurile energetice pentru încălzire, furnizate de agentul economic.
5.1 Criterii şi metode de analiză
Criteriile avute în vedere în analiza de performanţă energetică a clădirilor sunt:
Cantitatea de energie obţinută din surse neregenerabile necesară pentru asigurarea condiţiilor optime
de confort trebuie să fie minimă, aproape zero;
Volumul emisiilor de CO2 in atmosferă să fie de asemenea minim, aproape zero.
Metodele de evaluare a indicatorilor de performnţă energetică a clădirilor utilizate în mod curent pot fi
încadrate în următoarele categorii:
Metode directe. Metodele directe se aplică în scopul previzionării performanţei energetice a clădirii pe baza informaţiilor
oferite de proiect: caracteristicile geometrice ale clădirii – volumetrie, suprafață opacă, suprafaţă vitrată, -
alcătuirea elementelor de închidere şi caracteristicile termotehnice ale materialelor, orientarea faţă de
punctele cardinale şi gradul de adăpostire, parametrii climatici caracteristici amplasamentului, sistemul de
furnizare a energiei termice şi regimul de încălzire, gradul şi durata de ocupare, rata ventilării, regimul de
funcţionare a instalaţiei de încălzire/ ventilare mecanică, climatizare. Aceşti parametri servesc la evaluarea următorilor indicatori:
- coeficientul global de izolare termică, indicator ce permite caracterizarea clădirii, fără considerarea
instalaţiilor aferente;
- consumul specific anual de energie pentru încălzire/ răcire din surse neregenerabile;
- consumul specific anual de energie pentru încălzire obţinută din valorificarea aporturilor solare sau a
altor surse regenerabile de energie.
Metode indirecte sau de modelare inversă: Aceste metode folosesc modele matematice care pun în
evidenţă corelaţia care există între consumurile energetice pentru încălzire/ răcire şi caracteristicile
climatice ale zonei - temperatura aerului exterior sau numărul de grade ore.
Metode de simulare numerică: Metodele de simulare numerică se bazează pe modele analitice şi
numerice capabile să integreze acţiunea complexă a tuturor factorilor care intervin în comportarea termo-
energetică a unei clădiri, inclusiv regimul dinamic de funcţionare.
5.2 Indicatori de PE estimaţi prin metode directe
a.Coeficientul global de izolare termică, G
Coeficientul global de izolare termică, G, este un indicator de evaluare a gradului de izolare termică a
clădirilor, care include atât necesarul de energie pentru compensarea pierderilor de căldură prin transmisie
cât şi pentru încălzirea aerului ventilat. Pentru clădirea analizată datele luate în considerare pentru
calculul coeficientului G sunt prezentate în tabelul 5.1.
Tabelul 5.1. Caracteristici geometrice şi termotehnice pentru elementele de anvelopă, Casa Sibelius
Element Aria, [m2]
Rezistenţa termică corectată R’ , [m2
K/W]
Pereţi ext. NV 102.60 8.799
Pereţi ext. SE 98.05 8.799
Pereţi ext. NE 42.50 8.799
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
18
Pereţi ext. SV 44.70 8.799
Planșeu superior 109.90 10.082
Planșeu pe sol 136.45 9.014
Tâmplărie ext. NV 47.95 1.420
Tâmplărie ext. SE 52.50 1.420
Tâmplărie ext. N E 22.40 1.420
Tâmplărie ext. SV 29.30 1.420
Tâmplărie acoperiș 26.55 1.420
Conform Normativului C107/1-2005 actualizat, pentru ca o clădire să fie corect conformată din punct de
vedere energetic, trebuie ca valoarea coeficientului global de izolare termică obţinută prin calcul, G, să fie
mai mică decât valoarea normată, GN. Pentru clădirea analizată, condiţia considerată este îndeplinită: G =
0.454 kWh/m3
K<0.75 kWh/m3
K = GN
b. Performanţa energetică evaluată conform M C001- 2006- Metodologie de calculul a performanţei
energetice a clădirilor.
Normativul M C001- 2006- Metodologie de calcul a performanţei energetice a clădirilor cuprinde
prevederi normative referitoare la efectuarea auditului energetic şi la elaborarea Certificatului de
performanţă energetică pentru clădiri de locuit. Indicatorii evaluaţi pentru locuinţa Sibelius plasează
clădirea în categoria A de performanță energetică, conform tabelului 5.2.
Tabelul 5.2. Indicatori de performanţă energetică conform Certificatului de Performanţă energetică
Consum specific anual de energie
[kWh/m2/an]
Clădire certificată Clădire de referinţă
85,39 143,1
Indice de emisii echivalent [kgCO2/m2/an] 16,78 26,61
Consum anual specific de energie
[kWh/m2/an] pentru:
Clasa energetică
Clădire certificată Clădire de referinţă
Încălzire 47,64 A B
Apă caldă de consum 31, 43 B B
Iluminat artificial 6,32 A A
5.3 Indicatori de PE estimaţi prin metode indirecte
a. Estimare globală pe baza consumurilor lunare facturate
Din analiza consumurilor energetice facturate în perioada septembrie 2014 - septembrie 2015 se poate
estima că durata sezonului de încălzire este septembrie - aprilie. Rezultă că în lunile mai, iunie, iulie,
august, energia înregistrată a fost consumată exclusiv pentru prepararea apei calde menajere, iluminat, ş.a
şi este constantă pe toată durata anului. Valoarea medie a acestei componente a bilanţului energetic este
de 0.336 MWh/lună, iar consumul total anual este de 4.032 kWh /an. Dacă din totalul consumului anual
înregistrat se scade consumul de energie destinat preparării apei calde menajere, iluminatului şi
activităţilor casnice, se obţine o valoare de 12320 kWh/an.
Consumul specific anual de energie pentru încălzire facturat, raportat la suprafaţa încălzită, rezultă; qînc =
51,33 kWh/m2
an
b. Estimare prin calcul statistic; regresie lineară
Metoda de estimare se bazează pe corelaţia lineară dintre consumurile energetice şi temperatura
exterioară. Au fost luate în considerare consumurile energetice lunare facturate şi temperaturile medii
lunare pentru Municipiul Suceava pe perioada de studiu. Parametrul care poate fi pus în evidenţă este
coeficientul total de tranfer termic, Ktot, exprimat în kWh/K şi este dat de panta liniei de regresie obţinută
prin corelarea consumului de energie cu temperatura exterioară. Consumul total de energie pentru
încălzire se obţine ca produsul dintre coeficientul total de transfer termic şi suma diferenţelor de
temperatură lunare, între interior şi exterior. Considerând temperatura interioară medie pe durata de
încălzire de 21,5°C, se obţine un consum specific anual de energie pentru încălzire: q = 52,7 kWh/m 2an
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
19
5.4 Indicatori de PE estimaţi prin simulare numerică
Pentru simularea numerică a comportării temo-energetice a clădirii analizate a fost utilizat programul
CASANOVA, program capabil să modeleze comportarea termo-energetică a clădirii în regim dinamic. Ca
date de intrare s-au introdus caracteristicile geometrice, caracteristicile materialelor, orientarea clădirii,
datele climatice ale amplasametului. Printre cele mai relevante rezultate oferite de program se numără:
indicatorii de consum energetic anual şi lunar pentru încălzire/ răcire, bilanţul energetic- diagrama
Sankey, regimul de temperatură interioară lunar, în absenţa sursei de încălzire, variaţia anuală a
aporturilor solare etc. Față de celelalte metode de analiză, simularea numerică pentru casa Sibelius oferă
în plus date referitoare la aporturile solare utilizabile care compensează practic pierderile de căldură prin
transmisie, instalaţia de încălzire funcţionând pentru încălzirea aerului ventilat, fig.5.1
Fig.5.1. Pierderi de căldură specifice, aporturi solare şi necesarul specific de energie pentru încălzire
Bilanţul energetic prezentat sub forma diagramei Sankey evidenţiază ponderea importantă cu care
intervin suprafeţele vitrate în bilanţul general al pierderilor de căldură, 72%, faţă de 14 % prin pereţi, 9%
prin acoperiş şi 5 % prin pardoseală. Aceasta se explică prin aria importantă a suprafeţelor vitrate în
ansamblul anvelopei şi prin rezistenţa termică mai redusă în raport cu celelalte elemente ale anvelopei.
Repartiţia lunară a necesarului de energie pentru încălzire indică valori maxime pentru lunile decembrie –
ianuarie şi minime pentru aprilie- septembrie, delimitând sezonul de încălzire.
5.5 Concluzii privind performanţa energetică a locuinţei unifamiliale Sibelius
Valorile indicatorului de consum specific anual de energie pentru încălzire determinate prin diferite
metode sunt apropiate, ceea ce confirmă faptul că ipotezele luate în calcul reflectă în bună măsură
comportarea reală a clădirii (tabelul 5.3) .
Tabelul 5.3. Valorile consumului specific anual de energie pentru încălzire evaluat prin diferite
metode
Consumul specific anual de energie pentru încălzire,
calculate prin:
Valoare - q [kWh/m2
an]
MC 001-2006 47,64
Consumuri lunare – calcul global 51,33
Regresie lineară 52,70
Simulare numerică program CASANOVA 44,8
Indiferent de metoda de evaluare, valorile obţinute conduc la încadrarea clădirii în clasa energetică
A.
Simularea numerică a comportării energetice a clădirii demonstrează eficienţa sistemului pasiv de
valorificare a energiei solare, integrat în arhitectura clădirii, mai mult de 50% din pierderile de
căldură fiind compensate prin aport solar.
Model de locuință unifamilială sustenabilă care integrează concepte arhitecturale și sisteme constructive de înaltă
performanță energetică, cu impact minim asupra mediului (Model for a sustainable single-family dwelling integrating
architectural concepts and high energy performance systems with minimal environmental impact), PN–III–P2–2.1–
BG–2016–0074, UEFISCDI, Contract 61 BG din 01/10/2016
20
Bibliografie
1. Atanasiu B., Petran H., Raph O., Griffiths N., Potcoavă A.: Implementarea clădirilor cu consum
de energie aproape zero (nZEB) în România. Definire și foaie de parcurs, BPIE, 2012;
2. http://www.c2es.org/docUploads/cop-21-paris-summary-02-2016-final.pdf;
3. Carassus J.: The implementation of Energy Efficient Buildings Policies: an International
comparison, International Council for Research and Innovation in Buildings and Construct;ion,
Paris, 2013;
4. http://www.casamea.ro/casa/constructii/solutii-constructive/casa-pasiva-la-suceava-cu-consum-
foarte-mic-de-energie;
5. http://www.green-report.ro/casa-pasiva-cu-hamac-de-la-suceava;
6. Corduban C. G.: Structuri moderne din lemn pentru dezvoltare sustenabilă, Teză de doctorat,
Universitatea Tehnică Gh. Asachi, 2013;
7. Davideanu C.I., Borcea V. T. - Elemente de statistică matematică cu aplicaţii în managementul
afacerilor- Editura PIM Iaşi, 2006
8. Turner W. C , Dauty S. –Energy management handbook - The Fairmont Press Inc. Taylor &
Francis Group, 2006
9. Directiva nr. 2010/31 UE privind performanța energetică a clădirilor, 2010;
10. Normativul M C001- 2006- Metodologie de calculul a performanţei energetice a clădirilor
11. Directiva nr. 2010/28 UE privind din surse regenerabile, 2013;
12. Directiva nr. 2012/27 UE privind eficiența energetică, 2012.