SOLUTII de FATADE VENTILATE ULTILIZATE LA O CLADIRE DE ...

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE INVATAMANT
SOLUTII
de
FATADE VENTILATE
ULTILIZATE
LA O CLADIRE
DE INVATAMANT
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu
ANALIZA
PERFORMANTELOR
ENERGETICE

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Introducere
Conceptia
arhitectural - volumetrica
din perspectiva energetica
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania -arh.C.Lepadatu
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Introducere
Conceptia
arhitectural - volumetrica
din perspectiva energetica
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Introducere
Conceptia
arhitectural - volumetrica
din perspectiva energetica
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Introducere
Conceptia
arhitectural - volumetrica
din perspectiva energetica
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Fatadele ventilate
Fatadele ventilate reprezinta un
sistem constructiv des utilizat, in special in
cazul cladirilor dezvoltate pe verticala, datorita
performantelor energetice si comportarii la
transferul de masa si caldura.
Lucrarea prezinta un studiu privind
comportarea pe timp de iarna a unei cladiri de
invatamant superior, la care s-a utilizat acest
sistem de anvelopa.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Sisteme constructive
Sistemele constructive cele mai des folosite pentru fatade:
sistemul ETICS, care include un strat exterior pentru protectia
mecanica, realizat din mortar armat cu fibre de sticla sau material
plastic
sistem de fatada ventilata, cu stratul exterior realizat din
panouri din diferite materiale (ceramice, sticla, piatra naturala,
metal, materiale compozite) dispuse la o anumita distanta de stratul
de izolare termica. Stratul de aer ventilat din spatiul intermediar
imbunatateste comportarea higrotermica a structurii de fatada.
Sistemul de fatada ventilata are o larga aplicabilitate, in
special pentru cladiri inalte, datorita avantajelor higrotermice,
tehnologice, si economice: riscul de condens este eliminat,
supraincalzirea pe timpul verii este diminuata, costurile de executie
si intretinere sunt reduse, etc.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Prezentarea
fatadei ventilate
analizate
Sistemul cunoscut sub denumirea de “fatada ventilata”
cuprinde mai multe straturi, cu rol de protectie a cladirii la
actiunea combinata a vantului si ploii. De asemenea sunt
asigurate:
calitati estetice superioare
protectie termica
izolare acustica
Caracteristic acestor structuri este prezenta stratului
de aer ventilat creat intre izolatia termica si panourile
exterioare. Acesta este antrenat de actiunea vantului
combinata cu “efectul de cos”.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

“
SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Sistemul analizat de fatada ventilata
este alcatuit din:
perete opac din BCA
izolatie termica - vata minerala –
12 cm grosime
strat de aer ventilat - 3 cm grosime
placi ceramice
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Evaluarea
performantelor
energetice
ale fatadelor
ventilate
Dificultatile intampinate in procesul
de evaluare a performantelor
energetice ale fatadelor ventilate:
absenta unui program de calcul care
sa permita evaluarea comportarii
higrotermice a fatadei ventilate
multitudinea si natura dinamica a
fenomenelor care introduc dificultati
in procesul de modelare.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Cercetari si studii
anterioare
Mayer si Kunzel (1983)
au evidentiat factorii care influenteaza
rata ventilarii din cavitatea fatadelor
ventilate:
- presiunea vantului
- temperatura aerului
- prezenta unor rugozitati
pe suprafata de contact
- suprafata orificiilor de
admisie si evacuare.
Stovall si Karagiozis (2004)
prezinta rezultatele unui studiu
privind evaluarea raporturilor dintre
parametrii climatici si geometria
fatadei, pe de o parte si circulatia
stratului de aer din cavitatea peretelui,
pe de alta parte.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Griffith (2006)
descrie un model de fatada ventilata
limitata la exterior de panouri usoare si
la interior de insasi anvelopa cladirii.
Naboni (2007)
utilizeaza un model teoretic si prin
simulare numericam cu programul
EnergyPlus analizeaza influenta
diferitilor factori asupra consumului de
energie si a confortului interior in
cladirile cu sisteme de fatada ventilata.
Studiul include si inregistrari “in
situ”realizate la o cladire
experimentala.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Evaluarea performantei
energetice cu ajutorul
simularii numerice a
campului termic plan
Criteriul de performanta adoptat a fost rezistenta termica
corectata R’ si respectiv coeficientul termic corectat U’.
U '
∑
= 1/ R' = 1/ R + ( Ψ ⋅ l) / A
[W/m2K]
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Rezultatele simularii
numerice.
Exemple
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Performanta termica
a fatadei ventilate
Zona
A
m 2
U
W/m 2 K
ΔU
W/m 2 K
U’
W/m 2 K
R’
m 2 K/W
Zona de
colt opac
Zona de
colt cu
fereastra
Zona
curenta
opaca
Zona
curenta+
fereastra
21.00 0.293 0.100 0.393 2.540
18.11 0.293 0.410 0.703 1.420
21.00 0.293 0.081 0.374 2.670
18.11 0.293 0.404 0.697 1.434
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Influenta stratului
de aer asupra
performantei energetice
a fatadei ventilate
Cunoscand temperatura stratului de aer, in conditii climatice
extreme, se poate evalua densitatea de flux termic, q:
Analizand performanta energetica a fatadei ventilate in
comparatie cu una opaca, rezulta un consum de energie mai
scazut cu 10%.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Analiza campului de
temperaturi pe fatada,
prin termografiei IR in
timpul anotimpului rece
Analiza termografica a cladirii Universitatii “Petre Andrei”
din Iaşi a fost realizata pe durata iernii 2005, in conditii de
cer acoperit, cu o temperatura a aerului exterior de -4.5°C,
iar aerul interior avand +22°C.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Aspecte rezultate din
analiza imaginilor IR
a. Influenta puntilor termice generate de prezenta stalpilor si
grinzilor
Imagine IR pe fatada nordica
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Imagine IR a
discontinuitatilor geometrice
b. Influenta discontinuitatilor geometrice.
Prezenta consolei in contact cu aerul
exterior pe 3 fete determina o diferenta de
temperatura de 4°C in comparatie cu
temperatura din camp curent.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Influenta puntilor termice punctuale
c. Existenta puntilor termice
punctuale determinate de
sistemele de prindere a panourilor
ceramice de structura.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
d. Zone de temperatura coborata pe
suprafata peretelui interior datorita
configuratiei geometrice.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu

SOLUTII DE FATADE VENTILATE UTILIZATE LA CLADIRI DE
INVATAMANT
Concluzii
Utilizarea fatadelor ventilate
prezinta avantaje din punct de
vedere al eficientei energetice
si comportarii higrotermice a
sistemelor de inchidere.
O evaluare a parametrilor
caracteristici implica:
simulari numerice complexe
care induc un numar mare de
aproximari
experimentari pe modele
fizice si masuratori la scara
naturala.
Universitatea “Petre Andrei” , Iasi, Romania - arh.C.Lepadatu