Anexa din 16 decembrie 2009

Anexa nr. 1

la Ordinul 1071/2009

(Anexa nr. 4 la OMTCT nr. 157/2007)

METODOLOGIE DE CALCUL AL PERFORMANȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR

PARTEA a IV-a – BREVIAR DE CALCUL AL PERFORMANȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR ȘI APARTAMENTELOR

Indicativ Mc 001 / 4 – 2009

INTRODUCERE

“ Breviar de calcul al performanței energetice a clădirilor și apartamentelor”

1.

Domeniul de aplicare

Prevederile acestui breviar se referă la sistematizarea modului de aplicare a Metodologiei de calcul privind performanța energetică a clădirilor Mc001–2006.

Domeniul de aplicare este cel privind:



calculul indicatorilor de performanță energetică a clădirilor;



calculul consumurilor de energie aferente tipurilor de instalații interioare care asigură confortul sau condițiile interioare de muncă;



întocmirea certificatului energetic al clădirilor;



auditul energetic și analiza eficienței economice a soluțiilor de creștere a performanței energetice a clădirilor existente și instalațiilor aferente.

Breviarul de calcul se aplică atât clădirilor și apartamentelor existente care se certifică sau se auditează energetic cât și clădirilor și apartamentelor noi care necesită certificat energetic.

2.

Utilizatori

Prezenta lucrare se adresează în mod direct următorilor factori:

-

auditorilor energetici pentru clădiri care întocmesc certificate și realizează auditurile energetice ale clădirilor;

-

inginerilor și specialiștilor implicați în activitatea de evaluare a consumurilor de energie rezultate din exploatarea clădirilor și a instalațiilor aferente;

-

experților tehnici și verificatorilor de proiecte;

-

persoanelor și instituțiilor însărcinate cu prognoza și întocmirea programelor de economisire a energiei la nivel local sau național;

-

Ministerului Dezvoltării Regionale și Locuinței, Ministerului Administrației și Internelor, Ministerului Economiei, Ministerului Mediului etc.

-

administrațiilor publice locale, Primării și Consilii Locale, responsabile cu aplicarea programelor de reabilitare energetică a clădirilor;

-

instituții cu atribuții de control în domeniul construcțiilor (Inspectoratul de Stat în Construcții) și mediului (Garda Națională de Mediu etc.).

3.

Necesitate și scop

Metodologia de calcul privind performanța energetică a clădirilor Mc001–2006 a fost elaborată pe baza standardelor europene și conține un volum foarte mare de informații. Metodologia acoperă toate tipurile de clădiri echipate cu sisteme diverse de instalații, ceea ce a necesitat introducerea

unor detalieri și explicații suplimentare. Utilizarea directă a lucrării este anevoioasă, fiind necesară precizarea unor proceduri clare de calcul.

Breviarul de calcul al performanței energetice a clădirilor

are ca obiectiv prezentarea unui material concis și sistematizat, bazat pe scheme generale care ajută utilizatorii în aplicarea Metodologiei Mc001-2006 atât pentru clădirile noi cât și pentru cele existente.

Breviarul preia din Metodologia Mc001 o serie de relații de calcul necesare pentru a înțelege schemele generale și etapele care trebuie parcurse. Pentru valorile parametrilor de calcul se fac trimiteri la Metodologia de calcul Mc001 și la anexele cuprinse în această lucrare.

4.

Armonizare cu normele europene

Acest breviar s-a elaborat în concordanță cu normele și standardele europene care au stat la baza întocmirii Metodologiei de calcul Mc001-2006.

I.

CLASIFICAREA

CLĂDIRILOR

DIN

PUNCT

DE

VEDERE

AL

APLICĂRII METODOLOGIEI Mc001

Pentru aplicarea corectă a

Metodologiei de calcul al performanței energetice a clădirilor Mc001- 2006

(denumită în continuare

Metodologia Mc001 ) este necesară încadrarea clădirii analizate (construcție+instalațiile aferente) într-una din următoarele situații de calcul:



Clădire existentă sau clădire nouă (în faza de proiectare sau având mai puțin de 2 ani de funcționare, în garanție);



Clădire rezidențială (individuală sau colectivă) sau clădire din domeniul terțiar (școli, spitale, săli de spectacol, spații comerciale, birouri, bănci sau alte tipuri);



Clădire monozonă sau multizonă;



Apartament în clădire existentă sau clădire nouă;



Clădire cu ocupare continuă sau discontinuă (instalațiile au funcționare continuă sau intermitentă);



Clădire de categoria I (clădirile cu “ocupare continuă” și clădirile cu “ocupare discontinuă” de clasă de inerție termică mare) sau clădire de categoria II (clădirile cu “ocupare discontinuă” și clasă de inerție medie sau mică);



Clădire prevăzută cu instalații de

■

încălzire+iluminat+a.c.c.

■

încălzire+iluminat+a.c.c.+ventilare mecanică

■

încălzire+iluminat+a.c.c.+climatizare

■

alte combinații de instalații.

Aplicarea Metodologiei Mc001 se face în funcție de tipul și complexitatea instalațiilor (încălzire, iluminat, a.c.c., răcire/climatizare, ventilare), utilizând ecuațiile particulare de calcul al performanței energetice a clădirii analizate. Spre exemplu:

-

alimentarea cu căldură se poate realiza dintr-o sursă de căldură exterioară clădirii („încălzire urbană”) sau dintr-o sursă de căldură înglobată în clădire („încălzire proprie”); sursa de energie poate fi clasică (consum de combustibil fosil) sau regenerabilă (biomasă, pompe de căldură, instalații solare pasive sau active, centrale de co- sau tri-generare, celule fotovoltaice, instalații eoliene etc.);

-

ventilarea poate fi naturală (organizată), mecanică sau mixtă;

-

răcirea se poate realiza cu aparate de tip split, cu aer tratat în centrale de tratare a aerului, cu ventilo-convectoare etc.;

-

apa caldă de consum se poate obține în instalații exterioare sau interioare clădirii, consumând combustibil fosil, energie solară sau doar energie electrică.

Definițiile mărimilor fizice utilizate în

BREVIARUL DE CALCUL AL PERFORMAȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR

(denumit în continuare

Breviar de calcul ) precum și notațiile acestora sunt indicate în Metodologia Mc001, capitolul I.4 „Terminologie și notații”.

II.

SCHEME GENERALE DE APLICARE A METODOLOGIEI DE CALCUL AL PERFORMANȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR

Modul general de abordare pentru determinarea performanței energetice a clădirilor, pentru certificarea energetică și pentru propunerea măsurilor de reabilitare energetică este descris de schemele generale din figura II.1-cazul auditării energetice a clădirilor existente, figura II.2-cazul certificării energetice a clădirilor existente sau noi, cu vechimea mai mică de 2 ani și figura II.3- cazul certificării de performanță energetică a clădirilor noi aflate în faza de proiectare. Se precizează logic pașii care trebuie făcuți de la culegerea de date și până la prezentarea concluziilor finale ale auditorului energetic.

Din schema prezentată în figura II.1 rezultă că etapele generale aferente unui audit energetic ( doar pentru cazul clădirilor existente ) sunt următoarele:

I.

analiza energetică a clădirii și instalațiilor aferente acesteia;

II.

auditul energetic propriu-zis cu identificarea măsurilor de reabilitare energetică și analiza economică a soluțiilor propuse.

Din schemele prezentate în figurile II.2 și II.3 rezultă că etapele generale aferente certificării performanței energetice sunt următoarele:

I.

analiza energetică a clădirii și instalațiilor aferente acesteia;

II.

întocmirea certificatului de performanță energetică (CPE) și completarea anexelor care însoțesc certificatul de performanță energetică.

Analiza energetică presupune ca pe baza informațiilor privind:

■

zona climatică în care este amplasată clădirea, inclusiv vecinătățile,

■

tipul clădirii conform clasificării din capitolul I al Breviarului de calcul,

■

caracteristicile termo-tehnice ale elementelor de construcție care alcătuiesc anvelopa clădirii, starea și configurația acestora,

■

tipurile instalațiilor interioare existente și starea acestora, caracteristicile tehnice și regimul lor de funcționare, precum și starea acestora,

să se calculeze estimativ și în condiții normale de funcționare, toate consumurile energetice anuale globale (MWh/an) și specifice (kWh/m 2 ,an) ale sistemelor de instalații cu care clădirea este echipată. Toate informațiile necesare calculelor de consumuri energetice vor fi culese atât direct pe teren cât și din documentația tehnică existentă (Cartea Tehnică a Construcției). Formulele aplicabile fiecărui caz în parte sunt prezentate detaliat în Metodologia Mc001, părțile P I și P II.

Certificarea energetică presupune ca pe baza datelor obținute prin aplicarea formulelor de calcul din Metodologia Mc001-PI și PII, să se încadreze clădirea într-una din clasele de performanță energetică (A...G), să se acorde o notă energetică clădirii (20...100) și să se compare clădirea reală cu o clădire virtuală, denumită “clădire de referință”. Se estimează de asemenea consumurile de energie primară și emisiile de CO 2

astfel ca datele obținute pe baza aplicării Metodologiei Mc001 să fie utilizate ulterior la întocmirea

Documentației Tehnice de Avizare a lucrărilor de reabilitare .

Toate informațiile obținute în urma analizei energetice a clădirii și instalațiilor aferente se vor prezenta detaliat în

CONCLUZIILE ASUPRA EVALUĂRII CLĂDIRII .

Pentru clădirile existente se întocmește auditul energetic, se propun soluțiile și pachetele de soluții de reabilitare energetică și se analizează efectele tehnice și economice ale aplicării măsurilor de reabilitare propuse de auditorul energetic (analiza economică). Tot acum, pe baza aplicării formulelor de calcul din Metodologia Mc001-PIII, se obțin rezultate numerice care permit auditorului să concluzioneze care dintre măsurile de reabilitare propuse sunt cele mai fiabile din punct de vedere tehnico-economic.

9

Figura II.1 Schema generală pentru auditarea energetică a clădirilor și apartamentelor existente

Date climatice si vecinatati

INSPECTIA PE TEREN A CLADIRII SI A INSTALATIILOR AFERENTE (RELEVEU)

Caracteristici tehnice ale instalatiilor interioare si starea acestora

Calculul consumurilor de energie la nivelul consumatorilor

Consumuri anuale de energie pentru iluminat

CERTIFICATUL ENERGETIC SI ANEXA AFERENTA

FISA DE ANALIZA TERMICA SI ENERGETICA

Calculul pierderilor de energie ale surselor (daca exista)

Caracteristici tehnice ale surselor de energie termi- ca si starea acestora

Consumuri anuale de energie pentru a.c.c.

Recomandari de reabilitare si

modernizare energetica pentru instalatii

Consumuri anuale de

energie pentru ventilare/climatizare

Calculul pierderilor de

energie ale sistemelor de stocare

(daca exista)

Caracteristici tehnice ale

sistemelor de stocare a energiei termice si starea acestora

Recomandari de reabilitare si

modernizare energetica pentru anvelopa

Consumuri anuale de energie pentru incalzire

Calculul pierderilor de

energie ale sistemelor de distributie

(daca exista)

Caracteristici tehnice ale

sistemelor de distributie a energiei termice si starea acestora

INTOCMIREA CERTIFICATULUI DE PERFORMANTA ENERGETICA

Determinarea parametrilor

de performanta termo- energetica si de confort higrotermic si vizual ai cladirii

ANALIZA DOCUMENTATIEI TEHNICE EXISTENTE

Informatii privind conceptia constructiva si arhitecturala a cladirii

Determinarea caracteris-

ticilor geometrice ale anvelopei si elementelor de constructie

10

TIMP t

CONCLUZII ASUPRA EVALUARII CLADIRII

DOCUMENTE PREZENTATE BENEFICIARULUI

Figura II.2 Schema generală pentru certificarea energetică a clădirilor și apartamentelor existente sau noi cu vechimea mai mică de 2 ani

Date climatice si vecinatati

Determinarea caracteris-

ticilor geometrice ale anvelopei si elementelor de constructie

Compararea

parametrilor de performanta cu valorile normate conf. Mc001-P I

Determinarea parametrilor

de performanta termo- energetica si de confort higrotermic si vizual

Informatii privind conceptia constructiva si arhitecturala a cladirii

DA

INTOCMIREA CERTIFICATULUI DE PERFORMANTA ENERGETICA

NU

ANALIZA DOCUMENTATIEI

TEHNICE EXISTENTE

Caracteristici tehnice ale sistemelor de instalatii interioare ale cladirii

REPROIECTARE

Calculul consumurilor de

energie la nivelul consumatorilor (inclusiv sisteme transmisie)

Consumuri anuale de energie pentru iluminat

CONCLUZIILE AUDITORULUI ENERGETIC

Consumuri anuale de energie pentru incalzire

Calculul pierderilor de

energie ale sistemelor de distributie

(daca exista)

Caracteristici tehnice ale sistemelor de distributie a energiei termice

DA

Caracteristici tehnice ale sistemelor de stocare a energiei termice

Compararea parametrilor tehnici cu valorile normate

NU

Calculul pierderilor de

energie ale sistemelor de stocare

(daca exista)

Consumuri anuale de

energie pentru ventilare/climatizare

RAPORT DE EVALUARE ENERGETICA

FISA DE ANALIZA TERMICA SI ENERGETICA

REPROIECTARE

Calculul pierderilor de

energie ale surselor (daca exista)

Caracteristici tehnice ale surselor de energie termica

Consumuri anuale de energie pentru a.c.c.

Timp t

CONCLUZII ASUPRA EVALUARII CLADIRII

DOCUMENTE PREZENTATE BENEFICIARULUI

11

Figura II.3 Schema generală pentru evaluarea performanței energetice a clădirilor noi aflate în faza de proiectare

III.

SCHEME GENERALE PENTRU DETERMINAREA PERFORMANȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR

ȘI

A

APARTAMENTELOR

ÎN

FUNCȚIE

DE

TIPUL

INSTALAȚIILOR: ÎNCĂLZIRE, VENTILARE/ CLIMATIZARE, APĂ CALDĂ DE CONSUM, ILUMINAT

În BREVIARUL DE CALCUL descrierea procedurilor de calcul a consumului de energie pentru încălzirea, respectiv ventilarea/climatizarea unei clădiri sau apartament se limitează la

metodele simplificate lunare -cazul ventilării/climatizării, respectiv

sezoniere -cazul încălzirii. Decizia de limitare a numărului de proceduri prezentate în cazul încălzirii se bazează pe rezultatele obținute prin aplicarea metodei lunare și sezoniere asupra aceleași clădiri rezidențiale amplasată în aceeași zonă climatică. Rezultatele au evidențiat diferențe nesemnificative între valorile calculate ale energiilor consumate aplicand metoda lunară și cea sezonieră.

III.1.

INSTALAȚII DE ÎNCĂLZIRE

Capitolul III.1. al Breviarului de calcul descrie succint metoda de determinare a consumului de energie termică pentru încălzirea unei clădiri și a eficienței energetice a instalației de încălzire până la branșamentul clădirii. Așa cum se specifică în Metodologia Mc001, PII.1, performanța energetică a sursei de căldură se ia în calcul numai în cazul clădirilor cu sursă termică proprie.

Aplicarea metodei de calcul conform Metodologiei Mc001 depinde de modul de alimentare cu căldură a instalațiilor interioare de încălzire:



Clădiri rezidențiale sau terțiare alimentate de la surse de căldură urbane;



Clădiri rezidențiale sau terțiare alimentate de la surse de căldură proprii.

III.1.1.

Consumul de energie pentru încălzirea clădirilor-formula generală

Pentru calculul sezonier consumul de energie pentru încălzirea clădirilor, Q f,h , se calculează cu relația următoare:

Q f,h



(Q h

- Q rhh

- Q rwh

)



Q th

în care:

[kWh]

(III.1.1)

Q h

- necesarul de energie pentru încălzirea clădirii, în kWh;

Q rhh

- căldura recuperată de la instalația de încălzire (componente termice sau electrice), în kWh; această componentă reprezintă o parte a lui Q th ;

Q rwh

- căldura recuperată de la instalația de preparare a a.c.c. (componente termice sau electrice) și utilizată pentru încălzirea clădirii, în kWh;

Q th

- pierderile totale de căldură ale instalației de încălzire, în kWh; aceste pierderi includ componenta Q rhh .

Pentru funcționarea instalației se înregistrează și un consum de energie auxiliară, de obicei sub forma energiei electrice, aceasta fiind utilizată pentru acționarea pompelor de circulație, arzătoarelor, servomotoarelor și dispozitivelor automate de reglare, măsurare și control. Consumul de energie auxiliară poate fi disponibil ca valoare pentru fiecare sistem (transmisie, distribuție,

stocare sau generare) sau ca valoare globală (W de ). O parte din energia auxiliară poate fi recuperată sub formă de căldură, Q rhh

pentru instalația de încălzire sau Q rwh

aferentă instalației de apă caldă de consum (acc).

III.1.2.

Procedura generală de calcul sezonier pentru încălzire; scheme generale

Metoda de calcul pentru stabilirea necesarului anual de căldură pentru încălzire al unei clădiri are la bază întocmirea unui bilanț energetic care include următorii termeni (se ia în considerare numai căldura sensibilă):

■

pierderile de căldură prin transmisie și ventilare de la spațiul încălzit către mediul exterior;

■

pierderile de căldură prin transmisie și ventilare între zonele învecinate;

■

degajările interne de căldură;

■

aporturile solare;

■

pierderile de căldură aferente producerii, distribuției, cedării de căldură și aferente reglajului instalației de încălzire;

■

energiile introduse în instalația de încălzire, inclusiv energia recuperată.

În funcție de tipul instalației de încălzire, în bilanț se va introduce dacă este cazul și aportul surselor alternative, fiind inclusă energia obținută din diverse surse regenerabile (panouri solare, pompe de căldură etc.).

Procedura generală de calcul

este sintetizată după cum urmează:

1)

se stabilesc în funcție de localitate: zona climatică, temperaturile exterioare medii lunare, viteza convențională a vântului de calcul și valorile medii lunare ale intensităților radiației solare conform Metodologia Mc001;

2)

se definesc limitele spațiului încălzit și ale spațiilor neîncălzite; dacă este cazul se împarte clădirea în zone diferite, realizându-se zonare acesteia (cazul clădirilor multizonale) asa cum se specifică în Metodologie și se stabilesc caracteristicile geometrice A anv , A inc , V inc ;

3)

în cazul încălzirii cu intermitență, se definesc intervalele de timp care sunt caracterizate de programe diferite de încălzire (de exemplu zi, noapte, sfârșit de săptămână);

4)

în cazul clădirilor monozonale se calculează caracteristicile termice ale elementelor de construcție, coeficienții de pierderi prin transmisie și ventilare ai spațiului încălzit; în cazul clădirilor multizonale, se determină coeficienții de pierderi de căldură pentru fiecare zonă în parte;

5)

se stabilește temperatura interioară a zonelor încălzite,



i ;

6)

se stabilește preliminar perioada de încălzire, conform SR 4839;

7)

se calculează temperatura exterioară medie a perioadei de încălzire preliminare și intensitățile radiației solare medii pe perioada de încălzire în funcție de orientare;

8)

se calculează pierderile de căldură ale clădirii pe perioada preliminară;

9)

se calculează aporturile de căldură ale clădirii pe perioada preliminară(interne și solare);

10)

se calculează factorul de utilizare al aporturilor,



 ;

11)

se recalculează temperatura de echilibru și perioada reală de încălzire;

12)

se calculează temperatura exterioară medie a perioadei de încălzire reale și intensitățile radiației solare medii pe perioada de încălzire în funcție de orientare;

13)

se calculează pierderile de căldură ale clădirii, Q L ;

14)

se calculează degajările interne de căldură, Q i ;

15)

se calculează aporturile solare, Q s ;

16)

se calculează factorul de utilizare al aporturilor de căldură pentru clădirea reală,

 ;

17)

se calculează necesarul anual de energie pentru încălzire al clădirii, Q h ;

18)

se calculează pierderile de căldură ale subsistemelor care compun instalația de încălzire (transmisie la nivelul corpului de încălzire, distribuției, generării și energiei auxiliare);

19)

se calculează energia recuperată de la instalația de încălzire și de la instalația de apă caldă de consum;

20)

se calculează necesarul total de energie pentru încălzire, Q f,h ;

21)

se calculează energia primară corespunzătoare consumurilor de energie și combustibililor utilizați;

22)

se calculează emisiile de CO 2

corespunzătoare consumurilor de energie și combustibililor utilizați;

În figurile III.1.2-a și b sunt prezentate schemele generale pentru determinarea consumurilor globale de energie pentru încălzire în cazurile:

■

clădiri rezidențiale și apartamente sau clădiri terțiare racordate la surse de căldură urbane (procedura de calcul detaliată în paragraf III.1.3);

■

clădiri rezidențiale și apartamente sau clădiri terțiare cu sursă de căldură proprie (procedura de calcul detaliată în paragraf III.1.4).

PARAMETRII CLIMATICI,

(t,



e , I j )

III.1.3.3.

CARACTERISTICI GEOMETRICE

(A anv , A inc , V înc )

III.1.3.1.

CARACTERISTICI TERMICE

(R’)

III.1.3.2.

TEMPERATURI DE CALCUL

( 

i ,



iad )

III.1.3.4.

PIERDERI DE CALDURA

APORTURI DE

ALE CLADIRII

CALDURA

CALCUL PRELIMINAR

CALCUL PRELIMINAR

III.1.3.6

III.1.3.7

PERIOADA DE INCALZIRE

III.1.3.9.

FACTOR DE UTILIZARE ( 

1 ,

 )

III.1.3.8.

PROGRAM DE FUNCTIONARE

III.1.3.5.

PIERDERI DE CĂLDURĂ ALE CLADIRII

(Q L )

III.1.3.6.

APORTURI DE CĂLDURĂ (Q g )

III.1.3.7.

NECESAR DE CĂLDURĂ PENTRU INCALZIRE (Q h )

III.1.3.10

CARACTERISTICI GEOMETRICE ALE INSTALAȚIEI DE ÎNCĂLZIRE (L, d)

CARACTERISTICI AUTOMATIZARE INSTALAȚIE DE ÎNCĂLZIRE

METODE ALTERNATIVE (Mc001-2006)

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN TRANSMISIE LA CORPURI DE ÎNCĂLZIRE

(Q em )

III.1.3.11

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN SISTEMUL INTERIOR DE DISTRIBUTIE (Q d )

III.1.3.12

CONSUM TOTAL DE ENERGIE PENTRU INSTALAȚIA DE ÎNCĂLZIRE (Q fh )

III.1.3.16

NECESARUL DE CĂLDURĂ ANUAL NORMAL PENTRU ÎNCĂLZIRE

Figura III.1.2-a Schema bloc de calcul al consumului de energie

pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, apartamentelor/terțiare alimentate de la surse urbane

(*indicațiile din casete se referă la paragrafele din breviar)

PARAMETRII CLIMATICI (SR 4839)

(t,



e , I j )

III.1.4.3.

CARACTERISTICI GEOMETRICE

(A anv , A inc , V înc )

III.1.4.1.

CARACTERISTICI TERMICE

(R’)

III.1.4.2.

TEMPERATURI DE CALCUL

( 

i ,



iad )

III.1.4.4.

APORTURI DE CĂLDURĂ

CALCUL PRELIMINAR

III.1.4.7.

PIERDERI DE CĂLDURĂ ALE CLĂDIRII

CALCUL PRELIMINAR

III.1.4.6.

PERIOADA DE ÎNCĂLZIRE

III.1.4.9.

FACTOR DE UTILIZARE ( 

1 ,

 )

III.1.4.8.

PROGRAM DE FUNCȚIONARE

III.1.4.5.

METODE ALTERNATIVE (Mc001-2006)

APORTURI DE CĂLDURĂ (Qg)

III.1.4.11.

PIERDERI DE CĂLDURĂ ALE CLĂDIRII

(Q L )

III.1.4.10.

CARACTERISTICI AUTOMATIZARE INSTALAȚIE DE ÎNCĂLZIRE

CARACTERISTICI CENTRALA TERMICĂ

( 

g,net

)

NECESAR DE ENERGIE PENTRU ÎNCĂLZIRE

(Qh)

III.1.4.12.

CARACTERISTICI GEOMETRICE ALE INSTALAȚIEI DE ÎNCĂLZIRE (L,d)

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN SISTEMUL DE DISTRIBUȚIE

(Qd)

III.1.4.14.

CONSUM DE

PIERDERI DE

ENERGIE

CĂLDURĂ

AUXILIARĂ

LA SURSĂ

(Wde)

(Qg)

III.1.4.15.

III.1.4.16.

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN SISTEMUL DE TRANSMISIE

(Qem)

III.1.4.13.

CONSUM TOTAL DE ENERGIE PENTRU INSTALATIA DE INCALZIRE (Q fh )

III.1.4.18.

NECESARUL DE CĂLDURĂ ANUAL NORMAL PENTRU ÎNCĂLZIRE

Figura III.1.2-b Schema bloc de calcul al consumului de energie

pentru încălzirea clădirilor rezidențiale,apartamentelor/terțiare alimentate de la surse proprii

(*indicațiile din casete se referă la paragrafele din breviar)

III.1.3.

Procedura de calcul simplificată, pe sezonul de încălzire, pentru clădiri rezidențiale, apartamente și clădiri terțiare alimentate de la surse urbane

Regimul de ocupare pentru astfel de clădiri este fie continuu (cu furnizare continuă de energie pentru încălzire), fie intermitent (cu furnizare intermitentă de energie pentru încălzire). Modelul de calcul este simplificat în regim permanent, metoda de calcul aplicându-se pe întreaga perioada de încălzire.

III.1.3.1.

Caracteristici geometrice

În cadrul caracteristicilor geometrice se disting lungimi și înălțimi ale elementelor ce compun anvelopa, înălțimi de nivel, volumul clădirii conform Mc001/2006. Toate aceste arii și volume se determină fie din planurile de arhitectură (dacă acestea există) fie din măsurări efectuate in situ, respectând convențiile stabilite în Mc001-PI.

III.1.3.2.

Caracteristici termice

Parametrii de performanță caracteristici elementelor de anvelopă, necesari pentru evaluarea performanței energetice a clădirilor sunt :

-

rezistențe

termice

unidirecționale

( R )

în

[m 2 K/W],

respectiv

transmitanțe

termice unidirecționale ( U ) în [W/ m 2 K];

-

rezistențe termice corectate ( R’ ) în [m 2 K/W], respectiv transmitanțe termice corectate ( U’ ) în [W/ m 2 K] cu efectul punților termice; raportul dintre rezistența termică corectată și rezistența termică unidirecțională ( r );

-

rezistențe termice corectate, medii, pentru fiecare tip de element de construcție perimetral, pe ansamblul clădirii

(R’

m

)

în [m 2 K/W];

-

rezistență termică corectată, medie, a anvelopei clădirii ( R’

M ); respectiv transmitanță termică corectată, medie, a anvelopei clădirii ( U’

clădire ) în [W/ m 2 K].

Valorile mărimilor menționate mai sus se determină conform părții I a Metodologiei Mc001.

III.1.3.3.

Parametrii climatici ( 

e , I

j ), perioada de încălzire preliminară

Pentru clădiri rezidențiale/terțiare valorile de calcul ale temperaturii exterioare și intensității radiației solare se obțin prin medierea proporțională cu numărul de zile a valorilor lunare, pentru întreaga perioadă de încălzire. Perioada de încălzire încălzire preliminară se stabilește conform SR 4839 considerand temperatura de echilibru de 12 o C (vezi anexă – exemplu de calcul).

III.1.3.4.

Temperaturi de calcul ( 

i ,



u,



iad )



Temperaturile interioare ale încăperilor încălzite ( 

i )

Se consideră conform reglementărilor tehnice în vigoare (Mc001/2006, SR 1907/2).

Dacă într-o clădire încăperile au temperaturi de calcul diferite (în limita a

 4 o C), dar există o temperatură predominantă, în calcule se consideră această temperatură. Pentru clădirile de locuit se consideră



i

= +20 o C, ca temperatură predominantă conform Mc001-PI(I.9.1.1.1).

Dacă adiacent volumului încălzit (apartamente), sunt spații a căror temperatură indicată de norme sau rezultată dintr-un calcul de bilanț termic (casa scărilor), este mai mică cu cel mult 4 o C decât a volumului încălzit, calculul se consideră monozonal iar temperatura interioară de calcul se poate considera temperatura medie ponderată a tuturor zonelor încălzite:









ij



A

j

i



A

[ o C]

(III.1.2)

j

în care:

A

j

este aria zonei

j

în m 2

,

având temperatura interioară



ij

în

 C 

.



Temperatura interioară corectată



iad

(în cazul clădirilor terțiare cu energie furnizată intermitent) pe perioada de încălzire

Acest parametru are o valoare constantă care conduce la aceleași pierderi termice ca și în cazul încălzirii cu intermitență pe perioada considerată. Pentru fiecare perioadă de încălzire redusă temperatura interioară corectată se calculează utilizând procedura definită în Mc001/2006.



Temperatura interioară a spațiilor neîncălzite



u

se calculează conform Mc 001 – PI.

III.1.3.5.

Determinarea programului de funcționare

În cazul utilizării încălzirii cu intermitență, programul de funcționare se împarte în intervale de încălzire normală alternând cu intervale de încălzire redusă (de exemplu nopți, sfârșituri de săptămână și vacanțe).

Pentru intervalele de încălzire normală se stabilește temperatura interioară convențională de calcul constantă.

Pentru perioadele de încălzire redusă pot fi programe de funcționare diferite. În acest caz consumurile de energie se vor calcula pentru fiecare tip de perioadă de încălzire, conform Mc001- PII.1

III.1.3.6.

Calculul pierderilor de căldură ale clădirii (Q L )

Pierderile de căldură,

Q

L , ale unei clădiri monozonă, încălzită la o temperatură interioară



i

considerată constantă, pentru o perioadă de calcul dată, sunt :

Q

L



H



( 

i





e

)

t





L



t

în care

[kWh]

(III.1.3)

θ i

este temperatura interioară de calcul, conform indicațiilor de la paragraful III.1.3.4 în

 C  ;

θ e

- temperatura exterioară medie pe perioada de calcul conform indicațiilor de la paragraful

III.1.3.3 în

 C  ;

t

- număr de ore din perioada de calcul în

 h  ;

H

- coeficientul de pierderi termice al clădirii în

 W/K  ;

 L

= H(  i

-

 e

) - fluxul termic pierdut de clădire, în

 W  .

Coeficientul de pierderi termice

H , se calculează cu relația:

H = H T



H V

[kW/K]

(III.1.4)

Coeficientul de pierderi termice prin transmisie

H

T :

H T

= L + L s

+ H u

[kW/K]

(III.1.5)

unde:

L

este coeficientul de cuplaj termic prin anvelopa exterioră clădirii, definit prin relația

L=



U

j

A

j

+



k

l

k

+



j

, în [W/K] unde U j

este transmitanța termică e elementului de construcție j în

 W/m 2 K  , A j

este aria elementului de construcție j în

 m 2

 ,



k

este transmitanță punților termice liniare k, l k

este lungimea punții termice liniare k în

 m 

iar



j

este coeficientul punților termice punctuale ale elementului de construcție j (conform Mc001-PI);

L s

este coeficientul de cuplaj termic prin sol, (conform Mc001-PI, în [W/K];

H u

este coeficientul de pierderi termice prin spații neîncălzite (conform Mc001-PI,), în [W/K]



Hv

este coeficientul de pierderi termice aferente debitului de aer pătruns în clădire, în [W/K].

Pierderile termice cauzate de permeabilitatea la aer a anvelopei clădirii (conform Mc001-PI,) sunt exprimate cu relația:

H V

=



a

c

a

V

·

[kW/K]

(III.1.6)

în care:

 a



c

a

- capacitatea termică volumică;

 a



c

a

= 1200 J/(m

3

K) sau

 a



c

a

= 0,34 Wh/(m

3

K);

V

·

- debitul mediu volumic de aer proaspăt, în

 m 3 /s 

sau

 m 3 /h  . Sau cu relația:

H v

=



a c a

n a

V

[kW/K]

(III.1.7)

în care:

n

a

este numărul mediu de schimburi de aer pe oră, în

 h

-1  ;

V

- volumul încălzit, în m 3 .

Pentru clădirile de locuit și asimilate acestora, numărul mediu de schimburi de aer pe oră datorate permeabilității la aer a clădirii, poate fi evaluat în funcție de:



categoria de clădire;



clasa de adăpostire a clădirii;



clasa de permeabilitate la aer a clădirii,

utilizând datele din tabelul 9.7.1 din Metodologia Mc001-PI.

În cazul în care se aplică împărțirea în perioade de încălzire diferite, pierderile termice,

Q

L , ale unei clădiri mono-zonă încălzită la o temperatură uniformă și pentru o perioadă de calcul dată, se calculează cu relația:

N

Q L





N

j

H

j

(



iad

,

j





e

) t

j j



1

în care

[kWh]

(III.1.8)

Nj

- numărul de perioade de încălzire de fiecare tip (de exemplu 3: pentru normal, noapte și sfârșit de săptămână), pe durata perioadei de calcul;

θ iad,

j

- temperatura interioară corectată a perioadei de încălzire

j,

în

 C  ;

t

j

- număr de ore din perioada de încălzire

j

, corespunzătoare regimului de încălzire, în

 h  ;

H

j

- coeficientul de pierderi termice ale clădirii în perioada

j,

în

 W/K  .

Θ e

- temperatura exterioară medie a perioadei de încălzire în

 C  ;

N



N

j t

j j



1

reprezintă durata perioadei de calcul.

III.1.3.7.

Calculul aporturilor de căldură (Q g )

Aporturile totale de căldură ale unei clădiri sau zone, Q g , reprezintă suma degajărilor interioare de căldură și aporturilor radiației solare:

Q g



Q i



Q s





g



t

[kWh]

(III.1.9)

Φ g

= Φ i

+ Φ s

- fiind fluxul termic al aporturilor totale de căldură, exprimat în

 kW  .

Aporturile interioare de căldură,

Q

i

, cuprind toată cantitatea de căldură generată în spațiul încălzit de sursele interioare, altele decât instalația de încălzire, ca de exemplu :

-

degajări metabolice care provin de la ocupanți;

-

degajări de căldură de la aparate și instalația de iluminat.

Pentru calculul degajărilor de căldură la clădirile rezidențiale se utilizează fluxurile termice medii lunare sau pe sezonul de încălzire, în funcție de perioada de calcul stabilită. În acest caz, aporturile de căldură interioare se consideră 4W/m 2

pentru clădiri de locuit, iar energia termică corespunzătoare se calculează cu relația următoare:

Q i



4*

A INC

* t

[kWh]

(III.1.10)

Φ i

= 4*A inc

[kW]

Pentru clădirile terțiare, aporturile de la sursele interioare se determină ținând cont de numărul de surse interioare și puterea lor, de aporturile de la iluminat dar și de aporturile de la ocupanți în funcție de numărul de ore de ocupare.

Q i

= [ 

i,h

unde:

+ (1 - b)



i,u

] * t =



I

* t

[kWh]

(III.1.11)

Ф

i,h

– sunt aporturi de la sursele interioare, în [kW]

Ф

i,u

– sunt aporturi interioare încăperilor neîncălzite alăturate, în [kW]

b – coeficient de reducere ce ține seama că spațiul neîncălzit este la o temperatură diferită de cea exterioară (se consultă Mc001-PI);

Pentru calculul aporturilor de căldură datorate radiației solare, suprafețele care se iau în considerare pentru iarnă sunt vitrajele, pereții și planșeele interioare ale serelor și verandelor, pereții situați în spatele unei placări transparente sau a izolației transparente. Aporturile solare depind de radiația solară totală corespunzătoare localității, de orientarea suprafețelor receptoare, de umbrirea permanentă și caracteristicile de transmisie și absorbție solară ale suprafețelor receptoare.

Pentru o perioadă de calcul dată, t, aporturile solare prin suprafețe vitrate se calculează cu relația următoare :





Q

S





 [ I

sj



A

snj

]



(1



b )  [ I

sj



A

snj

.

u

] 

*

t





S

*

t

[kWh]

(III.1.12)



j

n

j

j



unde:

-

I

sj

este radiația solară totală medie pe perioada de calcul pe o suprafață de 1 m² având orientarea

j , în

 W/m²  ;

-

A snj

- aria receptoare echivalentă a suprafeței

n

având orientarea

j

în



m

2



-

A snj

u

- aria receptoare echivalentă a suprafeței

n

având orientarea

j

pentru spațiile neîncălzite adiacente spațiului încălzit în



m

2



Prima sumă se efectuează pentru toate orientarile

j , iar a doua pentru toate suprafețele

n

care captează radiația solară.

Aria receptoare echivalentă A

s

a unui element de anvelopă vitrat (de exemplu o fereastră) este:

A S

= A



F S



F

F



g

[m 2 ]

(III.1.13)

unde :

A

este aria totală a elementului vitrat

n

(de exemplu, aria ferestrei) în

 m 2

 ;

F S

- factorul de umbrire al suprafeței

n ;

F F

- factorul de reducere pentru ramele vitrajelor, egal cu raportul dintre aria suprafeței transparente și aria totală a elementului vitrat (conform Mc001-PI);

g

- transmitanța totală la energia solară a suprafeței

n .

Pentru definirea factorului de umbrire și a transmitanței la energia solară a vitrajului, se iau în considerare numai elementele de umbrire și de protecție solară permanente, conform indicațiilor din Metodologia Mc001-PI (anexa A12).

Transmitanța g se calculează în funcție de g



aplicând un factor de corecție astfel:

g



F w



g 

(III.1.14)

Documentul recomandat pentru calculul valorilor

g

și a unor valori tipice pentru factorii de transmisie solară este Mc001/2006 – PI, anexa A12.

Factorul de umbrire, F S

, variază între 0 și 1, reprezintă reducerea radiației solare incidente cauzată de umbriri permanente ale suprafeței considerate datorită unuia din următorii factori:

-

alte clădiri;

-

elemente topografice (coline, arbori etc.);

-

proeminențe;

-

alte elemente ale aceleiași clădiri ;

-

poziția elementului vitrat față de suprafața exterioară a peretelui exterior. Factorul de umbrire este definit astfel :

F s



I

s

,

ps

I

s

(III.1.15)

unde :

I

s

,

ps

este radiația solară totală

primită de suprafața receptoare cu umbriri permanente pe durata sezonului de încalzire în

 W/m 2

 ;

I s

- radiația solară totală pe care ar primi-o suprafața receptoare în absența umbririi în

 W/m

2  .

III.1.3.8.

Determinarea factorului de utilizare (  )

Calculul factorului de utilizare al aporturilor de căldură se face ținând seama de coeficientul adimensional



care reprezintă raportul dintre aporturi și pierderi de căldură:





Q

g

Q L





g



L

(III.1.16)

Factorul de utilizare, η, are rolul de a compensa pierderile termice suplimentare care apar atunci când aporturile de căldură depășesc pierderile termice calculate și se calculează astfel 

1





a

dacă

≠1

dacă

= 1





1





a



1





a

a



1

(III.1.17)

(III.1.18)

unde

a

este un parametru numeric care depinde de constanta de timp

 , definită prin relația:

a



a





0



(III.1.19)

0

Valorile pentru

a

0

și



0

sunt indicate în tabelul II.1.2 din Metodologia Mc001-PII.1 pentru clădirile alimentate continuu respectiv intermitent cu energie termică

Constanta de timp,



, caracterizează inerția termică interioară a spațiului încălzit și se determină cu relația:





C

H

 h 

(III.1.20)

C

este capacitatea termică interioară a clădirii în

 Wh/K  ;

H

- coeficientul de pierderi termice al clădirii în

 W/K  .

Figura II.1.5 din Medologia Mc001-PII.1 prezintă factorii de utilizare pentru perioadele de calcul lunar și pentru diverse constante de timp, pentru clădiri din categoria I (încălzite continuu) și II (încălzite numai pe timpul zilei).

Capacitatea termică interioară a clădirii,

C , se calculează prin însumarea capacitaților termice ale tuturor elementelor de construcție în contact termic direct cu aerul interior al zonei considerate:

C

= Σχ

j A j

= Σ

j

Σ

i

ρ

ij

c ij

d ij

A j



Wh/K



(III.1.21)

unde:

χ j

– este

capacitatea termică interioară raportată la arie a elementului de construcție

j ;

A j

- aria elementului

j,

în



m

2



;

ρ ij

- densitatea materialului stratului i din elementul

j,

în

 kg/m 3

 ;

c

ij

- căldura specifică masică a materialului stratului

i , din elementul

j ,

în

 J/kgK  ;

d ij

- grosimea stratului

i

din elementul

j ,

în



m

 .

Suma se efectuează pentru toate straturile fiecărui element de construcție, pornind de la suprafața interioară până fie la primul strat termoizolant, grosimea maximă fiind indicată în tabelul II.1.1 din Metodologia Mc001-PII.1, fie în mijlocul elementului de construcție, la distanța cea mai mică.

III.1.3.9.

Perioada de încălzire a clădirii

Perioada de încălzire reală se stabilește în funcție de temperatura de echilibru a clădirii conform Mc001-2006 (II.1.5.11.2).

III.1.3.10.

Necesarul de căldură pentru încălzire (Q h )

Se determină pentru fiecare perioadă de calcul/sezon cu relația:

Q h =Q L

- ηQ g

[kWh]

(III.1.22)

unde pierderile termice,

Q L

, și aporturile de căldură,

Q g

, se calculează de asemenea pentru fiecare perioadă de calcul/sezon.

III.1.3.11.

Pierderile de căldură prin transmisie la nivelul corpurilor de încălzire (Q

em

)

Pierderile la transmisia căldurii către volumul încălzit se calculează astfel:

Q em

= Q em,str

+ Q em,emb

+ Q em,c

[kWh]

(III.1.23)

în care:

Q em,str

sunt pierderile de căldură cauzate de distribuția neuniformă a temperaturii, în

 kWh  ; Q em,emb

- pierderile de căldură cauzate de poziția suprafețelor încălzitoare montate în elementele de construcție - cazul pardoselii, plafonului sau pereților radianți, în

 kWh  ;

Q em,c

- pierderile de căldură cauzate de dispozitivele de reglare a temperaturii interioare, în

 kWh  .

Pierderile de căldură datorate distribuției neuniforme a temperaturii interioare

se calculează folosind valori experimentale stabilite pentru eficiența sistemelor de transmisie a căldurii



em

cu relația 

Q em

,

str



1





em



Q

h

 em

[kWh]

(III.1.24)

Anexa II.1.B din Metodologia Mc001-PII.1 conține exemple de valori pentru eficiența sistemelor de transmisie a căldurii



em

ca urmare a distribuției neuniforme a temperaturii interioare.

Pierderile de căldură Q em,emb

se calculează atunci când elementul de construcție încălzitor conține o suprafață orientată către exteriorul spațiului încălzit, către sol, către alte clădiri sau către alte spații neîncălzite.

În situația în care caracteristicile suprafețelor emisive (exemplu: grosimea sau tipul izolației termice) sunt diferite în cadrul aceleiași clădiri, este necesară separarea calculelor pentru fiecare zonă omogenă din punct de vedere al instalației de încălzire prin radiație. Relațiile de calcul pentru aceste pierderi se găsesc în Metodologia Mc001-PII.1.

Pierderile de căldură ale instalațiilor de încălzire Q em,c

se referă doar la sistemul de reglare al consumatorului (sistemul de emisie), neluând în calcul influențele pe care reglarea centrală sau locală le poate avea asupra eficienței sursei de căldură sau asupra pierderilor de căldură din rețeaua de distribuție.

Dacă se cunoaște eficiența sistemului de reglare



c , pierderile de căldură pe care le implică utilizarea unui sistem real de reglare sunt date de:

Q em,c



1





c



Q

h

 c

[kWh]

(III.1.25)

în care valori ale eficienței sistemului de reglare η c

se pot lua din Anexa II.1.C din Metodologia Mc001-PII.1.

III.1.3.12.

Pierderi de căldură prin sistemul de distribuție interior clădirii (Q

d

)

Energia termică pierdută pe rețeaua de distribuție în perioada de calcul t, este:

Q d



 U i

i



( 

m





a

,

i

)



L

i



t

H

[kWh]

(III.1.26)

unde:

U

valoarea coeficientului de transfer de căldură, în

 W/mK 

m



temperatura medie a agentului termic, în



 C 

a



temperatura aerului exterior (ambianță), în



 C 

L

lungimea conductei, în

 m 

t

numărul de ore în perioada de calcul

 h 

i

indicele corespunzător conductelor cu aceleași condiții la limită

coeficientul de transfer de căldură U pentru conductele izolate, montate în exterior este dat de relația:

U





 W/mK 

(III.1.27)

(

1

2





D



ln

D

a



D i

1

)

 a



D

a

în care:

D i

,

D

a

- diametrele conductei fără izolație, respectiv diametrul exterior al conductei în



m



 a

- coeficientul global de transfer termic la exteriorul conductei (W/m²K)



 D

- coeficientul de conducție a izolației

 W/mK  .

Coeficientul de transfer U pentru conducte pozate subteran se calculează cu relația:

U





 W/mK 

(III.1.28)

em

1

(

1



ln

D

a



1



ln

4



z

)

2



D

D

i

 E

D a

unde:

z

este adâncimea de pozare, în

 m 

 E

– coeficientul de conductivitate al solului

 W/mK  .

La calculul pierderilor de căldură ale conductelor se vor lua în considerare și pierderile aferente elementelor conexe (robinete, armături, suporturi neizolate, etc.) sub forma unor lungimi echivalente L e . În cazul pierderilor prin corpul robinetelor, inclusiv flanșele de îmbinare, lungimea echivalentă considerată depinde de existența izolației așa cum arată tabelul II.1.3 din Metodologia Mc001-PII.1 Lungimea echivalentă se va însuma cu lungimea conductelor.

În mod similar, se calculează pierderile de căldură nerecuperabile prin conductele orizontale și verticale (coloane), dacă acestea sunt pozate în spații neîncălzite.

În cazul în care conductele orizontale sau verticale se află în spații încălzite, aceste pierderi se consideră recuperabile, valoarea lor fiind introdusă în bilanțul de căldură sub forma Q rhh .

Pentru apartamente, se vor calcula pierderile de căldură nerecuperabile ale rețelelor de distribuție aferente clădirii și se vor repartiza proporțional cu suprafața încălzită a apartamentului.

III.1.3.13.

Pierderile de căldură ale instalației de încălzire (Q th )

Pierderile de căldură ale instalației de încălzire țin cont de pierderile sistemului de transmisie al căldurii la nivelul corpurilor de încălzire Q em

și de pierderile sistemului de distribuție al căldurii Q d .

Q th



Q

em



Q

d

[kWh]

(III.1.29)

III.1.3.14.

Căldura recuperată de la instalația de încălzire (Q rhh )

Căldura recuperată de la instalația de încălzire este o parte a termenului Q th

și se determină cu relația 

Q rhh



unde 

Q d,recuperat

[kWh]

(III.1.30)

Q d,recuperat

este căldura recuperată din pierderile sistemului de distribuție a agentului termic, calculată conform paragrafului III.1.3.11 pentru tronsoanele de conducte aflate în spații încălzite, în

 kWh 

III.1.3.15.

Căldura recuperată de la instalația de apă caldă de consum (Q

rhw

)

Căldura recuperată de la instalația de apă caldă de consum se determină cu relația 

Q rh w



unde 

Q

d,recuperat , a . c . c

[kWh]

(III.1.31)

Q d,recuperat

a.c.c.

este căldura recuperată din pierderile sistemului de distribuție a apei calde de consum, calculată conform paragrafului III.3.3.4 pentru tronsoanele de conducte aflate în spații încălzite, în

 kWh 

III.1.3.16.

Consumul total de energie pentru încălzire în cazul clădirilor alimentate din surse urbane

(Q fh )

Consumul total de energie pentru încălzire se obține din însumarea termenilor prezentați în paragrafele anterioare, respectiv:

Q f,h



(Q h



Q rhh



Q rhw

)



Q th



Q h



Q em



Q d



(Q rhw



Q rhh



Q rhw

)

[kWh/an] (III.1.32)

III.1.4.

Procedura de calcul simplificată, pe sezonul de încălzire, pentru clădiri rezidențiale, apartamente și clădiri terțiare alimentate de la surse proprii

Regimul de ocupare pentru astfel de clădiri este fie continuu (cu furnizare continuă de energie pentru încălzire), fie intermitent (cu furnizare intermitentă de energie pentru încălzire). Modelul de calcul este simplificat, în regim permanent, metoda de calcul aplicându-se pe întreaga perioada de încălzire.

III.1.4.1.

Caracteristici geometrice

A se vedea subcapitolul III.1.3.1.

III.1.4.2.

Caracteristici termice

A se vedea subcapitolul III.1.3.2.

III.1.4.3.

Determinarea parametrilor climatici (



e

, I

j

, perioada de încălzire preliminară)

A se vedea subcapitolul III.1.3.3.

III.1.4.4.

Temperaturi de calcul (



i

,



u

,



iad

)

A se vedea subcapitolul III.1.3.4.

III.1.4.5.

Determinarea programului de funcționare

A se vedea subcapitolul III.1.3.5.

III.1.4.6.

Calculul pierderilor de căldură ale clădirii ( 

L )

A se vedea subcapitolul III.1.3.6. în care



L



H



( 

i





e

)

, exprimat în kW.

III.1.4.7.

Calculul aporturilor de căldură ( 

g )

A se vedea subcapitolul III.1.3.7. în care



g = 

i + 

S , exprimat în kW.

III.1.4.8.

Determinarea factorului de utilizare (  )

A se vedea paragraful III.1.3.8. în care







g



L

III.1.4.9.

Determinarea perioadei de încălzire

Perioada de încălzire cuprinde toate zilele pentru care aporturile de căldură calculate cu factorul de utilizare η, nu compensează pierderile termice. Calculul perioadei de încălzire se face conform MC001-2006-PII.

III.1.4.10.

Calculul pierderilor de energie termică ale clădirii (Q L )

Pierderile de căldură,

Q

L , ale unei clădiri mono-zonă, încălzită la o temperatură interioară uniformă, pentru o perioadă de calcul dată, sunt :

Q

L



H

( 

i





e

)



t

[kWh]

(III.1.33)

în care t reprezintă durata perioadei de calcul, în ore.

III.1.4.11.

Calculul aporturilor de căldură (Q g )

Dacă aporturile de căldură sunt exprimate ca fluxuri de căldură,



g , energia corespunzătoare acestora se determină astfel :

Q

g





g

 t

[kWh]

(III.1.34)

III.1.4.12.

Necesarul de căldură pentru încălzire (Q

h

)

A se vedea paragraful III.1.3.10.

III.1.4.13.

Pierderile de căldură prin transmisie la nivelul corpurilor de încălzire (Q

em

)

A se vedea paragraful III.1.3.11.

III.1.4.14.

Pierderile de căldură prin sistemul de distribuție (Q

d

)

A se vedea paragraful III.1.3.12.

III.1.4.15.

Consumul auxiliar de energie (W de )

Consumul anual auxiliar de energie electrică, W de , pentru pompele din instalațiile de încălzire se stabilește simplificat pe baza unei metode tabelare în funcție de aria pardoselilor încălzite din zona de calcul, tipul sursei și modul de reglare al pompei. În anexa II.1.F din Metodologia Mc001 se găsesc valorile orientative privind consumul auxiliar anual de energie electrică pentru instalații de încălzire cu circulație prin pompare.

În timpul funcționării pompelor de circulație, o parte din energia electrică este transformată în energie termică care se transferă apei. O altă parte din energia termică este transferată (transmisă) mediului ambiant.

Energia recuperată din apă este:

Q

d

, r

, w



kW

d

, e



0, 25



W

d

, e

[kWh/an]

(III.1.35)

III.1.4.16.

Pierderile de căldură la nivelul sursei de căldură (Q G )

Pierderea de căldură totală la nivelul generatorului se calculează în funcție de randamentul sezonier net



Gnet

cu relația următoare:

Q G



Q G

,

out

1



 G , net



 kWh 

(III.1.36)

G , net

Q G,out

se calculează în funcție de tipul de cazan:

o

pentru cazane de încălzire :

Q G,out

= Q h

+ Q em

+ Q d

- kW d,e

 kWh 

(III.1.37) Pentru termenul kW d,e

a se vedea paragraful III.1.4.15.

o

pentru cazane de încălzire și preparare apă caldă de consum :

Q G,out

= Q h

+ Q em

+ Q d

- kW d,e

+ Q acc

 kWh 

(III.1.38) Pentru termenul Q acc

( energia consumată de instalația de apă caldă de consum în

 kWh  ) a se vedea capitolul III.3.

o

pentru instalațiile de încălzire care utilizează combinat surse clasice și neconvenționale sau

regenerabile de energie :

Q G,out

= Q h

+ Q em

+ Q d

-kW d,e

+ Q acc

- Q rg

 kWh 

(III.1.39)

unde

Q rg

este energia furnizată de sursele regenerabile în perioada de calcul, în

 kWh 

Q acc

- energia consumată de instalația de preparare apă caldă de consum, în

 kWh  . Randamentul sezonier net



Gnet

se calculează în funcție de tipul de cazan, de tipul de combustibil și de modul de funcționare. Pentru ca rezultatele să acopere solicitarea cazanului în sarcină variabilă se consideră randamentul la încărcare maximă și randamentul la sarcina minima de 30%.

În tabelul II.1.7 din Metodologia Mc001-PII.1 se indică valoarea maximă acceptată de norme pentru randamentul sezonier net, η G,net , în funcție de tipul cazanului.

Pentru calculul randamentului brut se utilizează factorii de conversie f din tabelul II.1.8 în ecuația următoare:



G,net =η G,net

/ f

(III.1.40)

Randamentele cazanelor se calculează conform capitolului II.1.8.3.1. din Metodologia Mc001-PII.1. III.1.4.17.

Pierderile de căldură ale instalației de încălzire (Q

th

)

Pierderile de căldură ale instalației de încălzire țin cont de pierderile sistemului de transmisie al căldurii Q em , de pierderile sistemului de distribuție al căldurii Q d

de pierderile sistemului de generare al căldurii Q G

și de energia auxiliară consumată de pompe W d,e .

Q th



Q em



Q d



Q G

[kWh]

(III.1.41)

III.1.4.18.

Căldura recuperată de la instalația de încălzire (Q rhh )

Căldura recuperată de la instalația de încălzire (componente termice sau electrice) este o parte a termenului Q th

și se determină cu relația 

Q

rhh

unde 



Q

d

, recuperat

[kWh]

(III.1.42)

Q d,recuperat

se calculează conform paragrafului III.1.3.14, în

 kWh 

III.1.4.19.

Căldura recuperată de la instalația de apă caldă de consum (Q rwh )

Căldura recuperată de la instalația de apă caldă de consum (componente termice sau electrice) se determină cu relația 

Q rhw



Q

d,recuperat, a . c . c



Q

d,r,w,a.c.c.

[kWh]

(III.1.43)

unde 

Q d,recuperat

a.c.c.

este căldura recuperată din pierderile sistemului de distribuție a apei calde de consum, calculată conform paragrafului III.3.3.4 pentru tronsoanele de conducte aflate în spații încălzite, în

 kWh 

Q d,r,w,a.c.c.

= 0,25 W ac,e

W ac,e

se determină conform capitol III.3.3.5

III.1.4.20.

Consumul total de căldură pentru încălzire în cazul clădirilor alimentate din surse proprii

(Q fh )

Consumul total de energie pentru încălzire se obține din însumarea termenilor prezentați în paragrafele anterioare, respectiv:

Q f,h



(Q h



Q rhh



Q rhw

)



Q th



Q h



Q em



Q d



W de



Q G



(Q rhh



Q rhw

)

[kWh/an](III.1.44)

Pentru apartamentele dintr-o clădire alimentată cu energie termică de la surse proprii pierderile de căldură pe distribuție, consumul de energie electrică și pierderile de căldură la nivelul sursei se vor repartiza proporțional cu suprafața încălzită a apartamentului.

III.2.

INSTALAȚII DE VENTILARE ȘI CLIMATIZARE

Acest capitol cuprinde metodele de calcul pentru evaluarea consumului de energie al instalațiilor de ventilare și climatizare, pentru următoarele situații:

■

instalații de climatizare (răcire) pentru clădiri și apartamente, considerând numai sarcina de căldură sensibilă;

■

instalații de ventilare mecanică;

■

instalații de climatizare considerând sarcina de căldură sensibilă și latentă.

Metodele detaliază necesarul de energie la nivelul clădirii/apartamentului și consumul de energie al sistemelor.

III.2.1.

Conținut general

În forma cea mai generală, consumul de energie al instalațiilor de climatizare se determină pe bază de bilanț care cuprinde următoarele componente:

■

necesarul de energie pentru răcire/climatizare (la nivelul clădirii/apartamentului);

■

consumul de energie al instalației de ventilare mecanică (dacă există);

■

consumul de energie al componentelor auxiliare ale sistemului de ventilare/climatizare: pompe, ventilatoare, recuperatoare etc.;

■

consumul de energie al sistemului de generare a frigului;

■

pierderile termice pe circuitele de apă și de aer ale sistemului;

■

recuperările de energie din sistem.

Componentele menționate se evaluează și se însumează diferit la nivelul sistemelor, în funcție de tipul și de complexitatea acestora.

III.2.2.

Evaluarea consumului de energie pentru instalații de climatizare (răcire), considerând numai sarcina de căldură sensibilă; scheme generale

Metoda se aplică la clădiri rezidențiale/apartamente sau clădiri terțiare climatizate cu sarcini reduse de căldură latentă. Sistemul de climatizare poate fi „numai aer” sau „aer – apă”.

Pentru determinarea

necesarului de energie pentru răcirea clădirilor , metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor Mc001-PII detaliază:

■

metoda de calcul lunară,

■

metoda orară simplificată.

În Breviar se detaliază

metoda lunară ; metoda orară necesită un calcul automat.

Consumul de energie din sistemul de climatizare

se poate calcula:

-

printr-o metodă simplificată care introduce randamentul global al sistemului;

-

pe baza puterilor calculate în condiții nominale de calcul și considerând un timp echivalent de funcționare a sistemului.

Astfel, consumul de energie din sistemul de climatizare, în cazul în care se ia în considerare numai căldura sensibilă, se determină cuplând metodele de calcul ale necesarului de energie pentru răcirea clădirii, cu metodele de calcul al consumului de energie din sistem.

Procedura pentru diferitele situații, se poate urmări în schemele logice după cum urmează:

■

necesarul de energie al încăperii (sarcina sensibilă) după metoda lunară și evaluarea consumului de energie al sistemului prin metoda simplificată, figura III.2.1;

■

necesarul de energie al încăperii (sarcina sensibilă) și evaluarea consumului de energie al sistemului pe baza puterilor stabilite în condiții nominale de calcul, figura III.2.2.

CARACTERISTICI TERMOTEHNICE (U,H,L)

III.1.3.2

TEMPERATURI INTERIOARE DE CALCUL ( 

i )

proiect

Normativ I5

APORTURI/ PIERDERI DE CALDURA ALE CLADIRII (TRANSMISIE+VENTILARE) (Q T

+ Q V )

III.2.2.1 și III.2.3

CARACTERISTICI

GEOMETRICE ZONA

III.1.3.1

CONSUM DE ENERGIE ELECTRICA PENTRU INSTALATIA DE CLIMATIZARE

( Q

el. tot )

III.2.2.3

NECESAR DE ENERGIE PENTRU RĂCIRE

(Q sist,CTA )

III.2.2.2

SURSE DE CĂLDURĂ PENTRU CLADIRE (SOLARE+INTERIOARE)

(Q s

+ Q int )

III.2.2.1

PROGRAM DE FUNCTIONARE

(t)

proiect

PERIOADA DE RACIRE

III.2.5

PARAMETRII CLIMATICI (Normativ I5, SR 4839) ( 

e , I s )

FACTOR DE UTILIZARE

(



Tr,R

)

III.2.2.1

Pentru sistemele care iau în considerare numai căldura sensibilă se recomandă ca fluxurile de energie să fie urmărite în diagrama din figura 2.4 din Mc001-PII.

Fig. III.2.1. Schema de calcul pentru necesarul de energie al clădirii/apartament (sarcina sensibilă), metoda lunară și evaluarea consumului de energie al sistemului prin metoda simplificată

CARACTERISTICI GEOMETRICE ZONA

III.1.3.1

CARACTERISTICI TERMOTEHNICE (U,H,L)

III.1.3.2

TEMPERATURI DE CALCUL

( 

i )

proiect

APORTURI/PIERDERI DE CALDURA IN CONDUCTE DE AER

III.2.2.3.

APORTURI/ PIERDERI DE CALDURA ALE CLADIRII (TRANSMISIE+VENTILARE)

(Q T

+ Q V )

III.2.2.1 sau III.2.3

PERIOADA DE RACIRE PARAMETRII CLIMATICI (Normativ I5,

SR 4839) ( 

e , x e , I s )

III.2.5

COEFICIENT DE PERFORMANTA AL SISTEMULUI DE PRODUCERE A FRIGULUI (COP)

ENERGIA NECESARA PENTRU RACIRE LA NIVELUL SURSEI DE FRIG

PIERDERI TERMICE IN SISTEMUL DE DISTRIBUTIE APA RACITA

(Q R, sist,F )

III.2.2.3

III.3.2.6

CARACTERISTICI ALE SISTEMULUI DE DISTRIBUTIE AER SI APA RACITA

(L,d,

 )

NECESAR DE ENERGIE PENTRU RĂCIRE LA NIVELUL CTA

(Q sist,CTA ) **

III.2.3.33.2.,III.3.2.5,

III.3.3.4

CARACTERISTICI CENTRALA DE TRATARE AER **

III.2.3.2

SURSE DE CĂLDURĂ PENTRU CLADIRE (SOLARE+INTERIOARE)

(Q s

+ Q int )

III.2.2.1

PROGRAM DE FUNCTIONARE

(t)

proiect

FACTOR DE UTILIZARE ( 

Tr,R )

III.2.2.1

ENERGIE ELECTRICA UTILA PENTRU GENERAREA FRIGULUI

(Q el. util F )

III.2.2.3

CONSUM DE ENERGIE AUXILIARA

(Q

aux )

III.2.2.3

III.3.4.3

CONSUM DE ENERGIE ELECTRICA PENTRU INSTALATIA DE CLIMATIZARE

( Q

el. tot )

III.2.2.3 (sau III.2.3.3**)

PIERDERI DE ENERGIE ELECTRICA

LA SURSA DE FRIG

(Q pierd.GTF )

III.2.2.3

III.3.4.2

Fig. III.2.2. Necesarul de energie al clădirii/apartament (sarcina sensibilă) și evaluarea consumului de energie al sistemului pe baza puterilor stabilite în condiții de calcul.

** Numai pentru sistemele de ventilare care realizează tratarea aerului, utilizate și pentru răcire/încălzire

Procedura generală de calcul

Principalele date de intrare

necesare pentru efectuarea calculelor sunt:

■

caracteristicile elementelor de anvelopă și ale sistemului de ventilare;

■

sursele interioare de căldură,

■

date referitoare la climatul exterior;

■

date privind sistemul de climatizare (răcire): ▪ partiționarea clădirii în zone de calcul; ▪ tipul de sistem pe fiecare zonă, elemente componente și eficiența acestora; ▪ pierderi de energie la sursele de răcire și pe distribuția agentului termic; ▪ sisteme de recuperarea energiei și care utilizează surse regenerabile; ▪ debitele de aer ▪ modul de comandă și control pentru menținerea parametrilor la valorile prescrise;

■

date referitoare la sistemul de ventilare: tipul sistemului (naturală sau mecanică, cu sau fără tratarea aerului), elemente componente.

Principalele rezultate

ale calculelor sunt:

■

durata sezonului de răcire;

■

necesarul de energie lunar și anual pentru răcirea clădirilor ;

■

consumul de energie lunar și anual pentru răcirea clădirilor ;

■

consumul de energie auxiliar pentru răcire și ventilare;

■

consumul total de energie pentru climatizare.

În metoda lunară, bilanțul de energie se scrie pentru o periodă de timp de o lună. Parametrii climatici sunt valori medii pentru luna de calcul.

Clădirea poate avea mai multe zone termice, cu temperaturi interioare prescrise diferite și cu scenarii de funcționare diferite. In cele ce urmează se prezintă calculul pentru o clădire monozonă; în cazul mai multor zone, calculul se repetă similar pentru fiecare zonă și rezultatele se însumează după caz, la nivelul zonelor și a sistemelor, cu sau fără a lua în considerare interacțiunea dintre zone.

Sistemul de răcire poate avea o funcționare continuă sau intermitentă. Calculul se realizează urmărind etapele descrise în cele ce urmează.

1)

Se definește conturul zonei condiționate (răcite), cu toate caracteristicile termofizice ale anvelopei.

2)

Se stabilește durata sezonului de răcire.

3)

Se calculează pentru fiecare lună, pe bază de bilanț, necesarul de energie pentru răcirea clădirii,

Q R.

Bilanțul de energie la nivelul clădirii include următorii termeni

(numai căldură sensibilă) :

-

transferul de căldură prin transmisie, dintre spațiul climatizat și mediul exterior, datorat diferențelor de temperatură,

-

transferul de căldură pentru încălzirea/răcirea aerului de ventilare introdus mecanic sau natural, datorat diferențelor de temperatură dintre spațiul climatizat și aerul introdus,

-

căldura provenită de la sursele interioare de căldură,

-

căldura datorată aporturilor solare.

4)

Se calculează energia consumată la nivelul sistemului, pe baza bilanțului de energie al sistemului de răcire care include după caz, urmatorii factori:

necesarul de energie pentru răcirea clădirii;

■

energia furnizată de sistemele ce utilizează energie regenerabilă;

■

pierderile de energie care au loc la generare, stocare, distribuție și emisie în sistemele de răcire;

■

energia introdusă în sistemele de răcire;

■

ca un caz particular, energia primară produsă de aceste sisteme de răcire (de exemplu energie electrică ce rezultă dintr-un sistem de co sau trigenerare).

Bilanțul de energie al fiecărui sistem cuprinde de asemenea și energia recuperată în sistem de la diverse surse și la diferite niveluri.

III.2.2.1.

Calculul necesarului de energie pentru răcirea clădirilor/apartamentelor, metoda lunară,

numai căldură sensibilă.

Necesarul de energie

pentru fiecare lună de calcul

Q

R

[MJ] ,

se calculează conform relației:

Q

R

=

Q surse,R

±

 R

Q Tr,R

(III.2.1)

în care:

-

Q Tr,R

- energia totală transferată între clădire și mediul exterior, în situația răcirii clădirilor, [MJ];

-

Q surse,R

- energia furnizată clădirii de sursele de căldură, în situația răcirii, [MJ],

-

 R

- factorul de utilizare a pierderilor de căldură, în situația răcirii.

Semnul plus sau minus din relația III.2.1 are semnificația că în medoda lunară,

Q

Tr,R

poate apare ca aport sau pierdere de căldură.

Căldură transferată între clădire și mediul adiacent neclimatizat ,

Q

Tr

se calculează cu relația:

Q Tr

=

Q T

+

Q V

(III.2.2)

în care:

Q T

- căldura transferată prin transmisie, [MJ];

Q V

- căldura transferată prin aerul de ventilare, [MJ].

Căldura totală de la sursele interioare ,

Q

surse

:

Q surse

=

Q int

+

Q S

(III.2.3)

cu:

Q int

- căldura degajată de sursele interioare , [MJ];

Q S

- căldura provenită de la soare , [MJ].

Pentru calcul se detaliază în continuare mărimile din relațiile III.2.2 și III.2.3.

Q T

= Σ k

{

H T,k . (

θ i

–

θ e,k )}.t

(III.2.4)

în care:

H T,k

– coeficientul de transfer termic al elementului k, către spațiul sau zona de temperatură

θ e,k

, [W/K];

θ i

- temperatura interioară a clădirii, prevăzută în proiect pentru a realiza confortul termic interior în situația climatizării;

θ e,k

- temperatura exterioară medie lunară sau a zonei adiacente elementului k; t - durata de calcul (pentru fiecare lună); [Ms].

Pentru fiecare element exterior, transmitanța H T , se calculează cu relația:

H T

= L + L s

+ H u

(III.2.5)

unde: L - coeficientul de cuplaj termic pentru anvelopa clădirii, [W/K]; L s

- coeficientul de cuplaj termic pentru sol, [W/K]; H u

- coeficientul de transfer termic către spații neclimate, [W/K].

L=

 U j A j

+



k l k

+



j

[W/K]

(III.2.6)

unde: U j

- transmitanța termică a elementului ”j” de anvelopă a clădirii, [W/(m2K)]; A j

– aria elementului „j”, [m2];



k

- transmitanța termică liniară a punții termice liniare „k”, [W/(mK)]; l k

– lungimea

punții termice liniare „k”, [m];



j

- transmitanța termică punctuală a punții termice punctuale j, [W/K].

Pentru semnificația fizică și detalierea calculelor privind caracteristicile termice ale elementelor de construcție - document recomandat: Mc001/2006.

În calculul transferului de căldură către zone/clădiri adiacente zonei climatizate, temperatura

 e , k

reprezintă temperatura zonei/clădirii adiacente, având valori care corespund structurii și

utilizării acesteia; efectul radiației solare asupra temperaturii

 e , k

asupra spațiilor foarte vitrate

adiacente zonei climatizate, trebuie tratat prin modele detaliate; la calculul transferului de căldură

către sol temperatura

 e , k

este egală cu temperatura mediului exterior.

Efectul radiației nocturne trebuie luat în considerare mai ales în cazul ferestrelor protejate prin dispozitive exterioare (obloane sau jaluzele). Pentru tratarea acestor situații ca și pentru alte cazuri speciale (pereți solari ventilați, alte elemente ventilate ale anvelopei, surse interioare de joasă temperatură), se recomandă Metodologia Mc001 și studii specializate.

Energia disipată de clădire prin ventilare ,

Q

V

[MJ]se calculează în fiecare conform relației:

Q V

= Σ k {

H V,k (

 i

-

 intr,k }.t

(III.2.7)

în care:

H

V,k

- coeficientul de transfer prin ventilare datorat aerului introdus în zona de calcul, prin elementul k, [W/K];

θ

intr,k,

- temperatura de introducere (refulare), [K];



i

- temperatura interioară a clădirii, prescrisă pentru a realiza confortul termic interior în situația climatizării, [K]; t -durata de calcul, pentru luna respectivă, [Ms].



Pentru un debit de aer volumic

V

V,k

cunoscut, coeficientul de transfer de căldură prin ventilare

H V,k

, pentru fiecare lună de calcul, se calculează conform relației:



H V

,

k





a c a

V

V

,

k

,

(III.2.8)

în care:



V

V,k

- debitul volumic aferent elementului aeraulic k, [m 3 /s];

 a

c

a

-

capacitatea

calorică a aerului refulat ce poate fi considerată 1200 J/m 3 K.

Valoarea temperaturii de introducere

θ

intr,k

a acestui debit, se

stabilește pentru una din următoarele situații:

-

ventilare naturală inclusiv infiltrații de aer din exterior – θ intr,k

este egala cu temperatura aerului exterior θ e ;

-

ventilare naturală ce include infiltrații de aer din încăperile adiacente necondiționate sau din poduri, mansarde sau alte spații închise insorite (sere), θ intr,k

este egala cu temperatura echivalentă a spațiilor adiacente;

-

ventilare provenită de la un sistem de ventilare mecanică – θ intr,k

este egală cu temperatura de introducere a aerului ce intră prin acest tip de sistem.

Precizări pentru situții particulare

În cazul în care aerul de ventilare este tratat (răcit, încălzit), se poate ca θ intr

= θ intr,k , caz în care energia disipată de clădire prin ventilare,

Q

V

= 0. In acest caz, în calculul consumului de energie al zonei se va include consumul de energie pentru ventilare (§ III.2.3).

Cazul utilizării recuperatoarelor de căldură

Recuperarea căldurii din aerul evacuat se ia în considerare fie prin introducerea în calcul a unui debit de aer mai mic decâi cel real, reducerea fiind proporțională cu eficiența recuperatorului, fie înlocuind temperatura exterioară cu temperatura aerului introdus, obținută ca funcție de temperatura zonei și de eficiența recuperatorului. Alte detalii sunt furnizate în Mc001-PII (§ II.2.4.8.2).

In cazul ventilării nocturne,

se consideră un debit volumic mediu suplimentar



 V

V

,

k

[m 3 /s], calculat prin introducerea unor factori de corecție ce țin cont de diferența de temperatură, de efectele dinamice și de eficiența sistemului. Detalii suplimentare sunt furnizate în Mc001-PII (§ II.2.4.8.2).

Degajări de căldură de la surse interioare

În funcție de procesul din încăpere, sursele de căldură pot fi: ocupanții, aparate electrice, iluminatul, căldura degajată sau absorbită datorită instalațiilor ce strabat încăperea, inclusiv cele de canalizare; căldura disipată sau absorbită de instalațiile de ventilare, încălzire sau răcire, altele decât cele pentru climatizarea spațiului respectiv, căldura din procesele tehnologice desfășurate în încăpere.

Energia totală furnizată de sursele interioare de căldură, în situația răcirii clădirii,

Q

surse

[MJ] se calculează cu relația:

Q

Q

surse





Q

surse

,

k





 1



b

l

 *

Q

surse

,

nc

,

l k

l

(III.2.9)

unde:

surse , k



t



surse , med

, k

Q

surse

, nc , l





surse , med

, nc , l

t

în care:

Q

surse,k

- energia furnizată de sursa

k

în spațiul climatizat, în timpul lunii considerate, [MJ];

Q

surse,nc,l

- energia furnizată de sursa interioară

l

dintr-un spațiu adiacent neclimatizat, în timpul sezonului sau lunii considerate, [MJ]; b l

- factor de reducere al efectului sursei din spațiul adiacent

neclimatizat,



surse , med

, k

- fluxul de căldură mediu degajat de sursa interioară

k

,



surse , med

, nc , l

- fluxul

de căldură mediu degajat de sursa interioară, aflată în spațiul adiacent neclimatizat, t - durată perioadei de calcul (luna), [Ms];

Pentru calcularea degajărilor de căldură de la sursele interioare, se fac următoarele precizări:

-

o parte din căldura degajată de sursele interioare, poate fi recuperată fie în elementele perimetrale ale clădiri, fie în sistemul care se calculează, fie în alt sistem; în cele ce urmează se consideră numai căldura recuperată în clădire;

-

pentru simplificare, cantitățile mici de căldură disipate în sistem și recuperate în clădire pot fi ignorate în calculul necesarului de energie pentru răcire, putând fi evaluate în cadrul calculului performanței energetice globale a sistemului, prin introducerea unor factori de corecție;

-

o sursă rece, ce contribuie la eliminarea unei cantități de căldură din zona de calcul trebuie tratată ca o sursă obișnuită, dar de semn opus (negativă);

Cu aceste observații, fluxul total de căldură datorat surselor interioare



surse

[W], se scrie:



surse



 oc



 ap

,

e



 il



 acm



c



 i

,

r

,

V





proc

(III.2.10)

în care:

 oc

- fluxul de căldură cedat de ocupanți, [W];

 ap , e

- fluxul de căldură cedat de aparatura

electrică,[W];

 il

- fluxul de căldură de la iluminat, [W];

 acm  c

-

fluxul de căldură

de la

instalațiile de apă caldă menajeră și canalizare, [W];

 I

, R , V

-

fluxul de căldură cedat de instalațiile

de încălzire, răcire și ventilare,[W]; hranei,[W].



proc

- fluxul de căldură din procese tehnologice și prepararea

Căldura degajată de ocupanți și căldura de la aparatura electrică

Valorile orare și săptămânale ale fluxului de căldură cedat de ocupanti și de aparatura electrică aflată în încăpere trebuie determinate în funcție de tipul și gradul de ocupare al clădirii, de modul de utilizare a clădirii, și de scopul calculului. In acest caz, dificultatea calculului este de a utiliza valori medii lunare, care să ia în considerare scenarii de funcționare, factori de simultaneitate etc.

În absența altor date, pot fi utilizate valorile din Mc001-PII.

Căldura degajată de la iluminatul artificial

Valoarea fluxului de căldură degajat de la iluminat

-

fluxul de căldură cedat de corpurile de iluminat și

 il

este suma dintre:

-

fluxul de căldură degajat de alte aparate de iluminat prezente în încăpere și care nu fac parte din prima categorie : corpuri de iluminat decorative, iluminat de siguranță, lampi speciale, ingropate etc. Pentru toate aceste dispozitive, trebuie utilizate valorile existente în documentația de specialitate, în funcție de utilizarea clădirii și scopul calculului.

Observație :

Fluxul de căldură nu include căldura evacuată direct prin sistemul de ventilare utilizat pentru evacuarea căldurii de la corpurile de iluminat (dacă este utilizat un astfel de sistem).

Căldura degajată de la instalațiile de apă caldă, apă rece și canalizare

Fluxul de căldură cedat/primit de instalațiile de apă rece, apă caldă de consum și canalizare către/de la încăperea climatizată, se scrie conform relației:

în care:

 acm



c



 acm



 ar



c

 acm





acm



L

acm

(III.2.11)

unde:

 acm  c

- fluxul de căldură cedat/primit de instalațiile de apă rece, apă caldă de consum și

canalizare, [W] ;



acm

- flux de căldură datorat conductelor de apă caldă, [W];



ar

 c

-

fluxul de

căldură datorat apei reci și canalizarii interioare, [W];

 acm

- fluxul de căldură unitar cedat de

instalația de apă caldă de consum, [W/m] ;

L

acm

- lungimea conductelor din sistemul de apă caldă menajeră din zona de clădire considerată, [m].

Pentru detaliere, document de referință Mc001-PII.

Dacă se apreciază ca fiind neimportante în raport cu alte fluxuri de căldură, ele pot fi neglijate.

Căldura cedată/absorbită de la sistemele de încălzire, răcire și ventilare,



I

,

R

,

V





I



 R



 V

în care :



I

, R , V

:

(III.2.12)



I

- flux de căldură de la sistemul de încălzire din spațiul climatizat, [W];



R

- flux de căldură de la sistemul de răcire din spațiul climatizat, [W];

 V

- flux de căldură de la sistemul de ventilare din spațiul climatizat, [W];

Valoarea fluxului de căldură de la sistemul de încălzire



I

, poate proveni de la surse de energie

auxiliară (pompe, ventilatoare și componente electronice), precum și la căldura disipată în procesele de emisie, circulație, distribuție și inmagazinare a căldurii din sistemul de încălzire, în zona considerată. Aceste date trebuie considerate, fie ca medii lunare.

Valoarea fluxului de căldură provenit de la sistemul de răcire



R

se referă la sursele de energie

auxiliară (pompe, ventilatoare și componente electronice) din zona considerată precum și la căldura disipată în procesele de emisie, circulație, distribuție și stocare din sistemul de răcire. Pentru această metodă, aceste date trebuie obținute ca valori medii lunare.

Valoarea fluxului de căldură transferat de la sistemul de ventilare,



V

se referă la căldura disipată

în zona de calcul de alt sistem de ventilare. Căldura care provine de la sistemul de ventilare care introduce aer în zona respectivă, trebuie luată în considerare printr-o creștere a temperaturii de introducere (relația III.2.34) și de aceea nu trebuie considerată ca o sursă interioară în sine.

Căldura degajată de la procese tehnologice și prepararea hranei

Fluxul de căldură transferat către sau de la încăpere ce rezultă din procese tehnologice sau de

preparare a hranei -



proc

-

depinde de tipul de utilizare a clădirii și poate fi determinat pe baza

documentației de specialitate. Pentru valori prin lipsă se recomandă Mc001-PII.

Fluxurile de căldură se înmulțesc cu durata de emisie pentru a obține energia introdusă în încăpere, pe perioada de calcul

Aporturi de căldură solare

Aporturile de căldură solare sunt funcție de radiația solară la nivelul localității în care se află clădirea, de orientarea suprafețelor receptoare, de coeficienții lor de transmitere, absorbtie și reflexie a radiației solare, precum și de caracteristicile de transfer ale acestor suprafețe.

Energia totală pătrunsă în interior, într-o zonă a clădirii, datorită radiației solare (aportul solar)

Q

s

[MJ], se calculează cu relația:

Q

s



Q

s

,

c







 1



b

j



Q

s

,

nc

,

j



j

(III.2.13)

în care:

Q

s

, c







I

s

, k

F su

, k

A s

, k



și

k

Q

s

, nc ,

j







I

s

,

j

F su

,

j

A s ,

j



nc

j

unde:

Q s,c

-

energia solară pătrunsă în zona de calcul, prin elementele perimetrale exterioare ale clădirii, pentru luna considerată, [MJ];

Q

s,nc,j

-

energia solară pătrunsă în zona de calcul pentru luna considerată, datorată aporturilor solare din zona adiacentă “ j”,

neclimatizată), [MJ];

b j

-

factor de reducere a aporturilor de la spațiul neclimatizat

j ,

F su,k

- factor de reducere a aporturilor solare datorită umbririi prin elemente exterioare, a ariei de captare efectiva corespunzatoare suprafeței

k ,

A s,k

-

aria de captare efectivă a suprafeței

k , pentru o orientare și un unghi de înclinare dat, în zona considerată

A s,j

- idem

A s,k

, pentru aporturi solare către spațiul adiacent

j

neclimatizat, [m

2

];

I s,k

-

radiația solară totală, integrată pe perioada de calcul, egală cu energia solară captată de 1 m

2

al suprafetei

k , pentru o orientare și înclinare dată a acesteia;

I s,j

-

idem

I s,k

, pentru aporturi solare către spațiul adiacent

j

neclimatizat, [m

2

];

F su

- factor subunitar denumit factor de reducere al aporturilor solare datorat umbririi exterioare. Pentru detalii și valori, document recomandat Mc001-PII.

Arii de captare efective a radiației solare

Ariile de captare a radiației solare se determină pentru toate tipurile de elemente perimetrale ale unei clădiri, care captează radiația solară (suprafețe vitrate exterioare, elemente opace exterioare, pereți și planșee interioare din spații tip seră, precum și pereți aflați în spatele unor elemente de

acoperire sau izolații transparente. Caracteristicile de captare ale acestor suprafețe depind de climatul local și de factori dependenți de perioada de calcul, cum ar fi poziția soarelui sau raportul dintre radiația directă și difuză; în consecință, trebuie alese valori medii adecvate scopului urmărit (răcire sau verificarea confortului termic de vară).

Aria de captare efectivă a unui element de anvelopa vitrat se calculează cu relația:

în care:

A S

,

F



F u





1



F t

 A F

(III.2.14)

A F

-

aria totala a elementului vitrat, inclusiv rama, [m

2

];

F t

-

factor de tâmplărie, egal cu raportul dintre aria ramei și aria totala a geamului;

F u

-

factor de umbrire al fereastrei datorat dispozitivelor de umbrire mobile, cu care aceasta este prevazută;

- factor de transmisie (transmitanța) a energiei solare prin elementul vitrat.

Ca valoare prin lipsă, se poate utiliza o pondere a ramei

F t

= 0,2.

Transmitanța

a elementului vitrat reprezintă media raportului dintre energia solară transmisă prin elementul vitrat neumbrit și energia solară incidenta. Mc 001 stabilește metodele de calcul pentru determinarea transmitanței totale a suprafețelor vitrate echipate cu dispozitive de protecție solară.

u

Reducerea aporturilor solare prin utilizarea elementelor de umbrire mobile, se ia în considerare prin factorul de reducere a aporturilor, care se calculează cu relația:

F u

în care:





 1



f







f

u



u

 /



(III.2.15)

F u

- Factorul de reducere a aporturilor solare datorat elementelor de umbrire mobile



- transmitanța totală a ferestrei, în situația în care nu sunt utilizate elemente de umbrire mobile

;



u

- transmitanța totală a ferestrei, în situația utilizării elementelor de umbrire mobile;

f u

-

factor de corecție în funcție de durată de utilizare a elementelor de umbrire mobile. Factorul

f u

se determină pe baza metodei detaliate în Anexa II.2.D din Mc001-PII.

Umbrirea elementelor vitrate trebuie luată în calcul atunci când radiația solară incidentă pe suprafața elementului la ora de calcul, depașește 300 W/m 2

și neglijată dacă radiația este inferioară acestei valori.

Aria de captare efectivă a radiației solare pentru elemente opace

Aria de captare efectivă a unui element opac de anvelopa (perete, terasă)

A

s,p

(m 2 ) se calculeaza cu formula:

în care:

A

s

,

p



F

cer



p

R p , se U

p

A p

(III.2.16)

F cer

- factor de corecție ce ține cont de schimbul de căldură prin radiație al peretelui către bolta cerească, [m

2

K/W];



p

- coeficient de absorbție a radiației solare de către elementul opac considerat;

A p

- aria totala a peretelui considerat de calcul, [m

2

];

R p,se

-

rezistența termică a elementului opac, determinată conform Mc001-PI, [m

2

K/W];

U p

–

transmitanța termică a peretelui, determinată conform Mc001-PI, [W/m

2

K]; Factorul de corecție

F cer

se calculează cu relația :

F



1 



cer

t

(III.2.17)

în care :

cer



p

I

s ,

p

 cer

- fluxul de căldură unitar datorat transferului de căldură prin radiație către bolta cerească,

[W/m 2 ] ;

I s,P

- radiația solară totală integrată (energia solară) la nivelul elementului opac, [MJ/m

2

] ;

t

- perioada de calcul, [Ms] ;

Fluxul de căldura unitar transferat prin radiație către bolta cerească se srie:

 cer



F

f

h

r

, e



 e  cer

în care:

(III.2.18)

F f

-

factor de formă dintre elementul opac și bolta cerească (1 pentru terasă orizontală deschisă, 0,5 pentru un perete exterior nemascat) ;

h r,e

-

coeficient de transfer de căldură prin radiație la exterior, [W/m

2

K] ;



 e  cer

- diferenta medie de temperatură dintre aerul exterior și temperatura aparentă a bolții cerești, [ºC].

Pentru calculul coeficientului de transfer

h

r,e , se recomandă Mc001-PII.

Ca valoare prin lipsă

h

r,e

= 5 W/m 2 K, valoare ce corespunde la o temperatură medie a suprafeței exterioare de 10 ºC. Atunci când temperatura boltii cerești nu este

disponibilă în bazele de date climatice, diferența medie de temperatură



 e  cer

= 11K.

Calculul factorului de utilizare a pierderilor de căldură

Efectele dinamice ale transferului de căldură sunt luate în considerare prin introducerea factor de utilizare a aporturilor/pierderilor de căldură în situația răcirii,

η

Tr,R .

Efectul inerției termice a clădirii în cazul răcirii intermitente sau opririi furnizării frigului este luat în considerare prin introducerea unei ajustari (corecții) a temperaturii interioare prescrise sau a unei corecții aplicate necesarului de energie pentru răcire.

Factorul de utilizare a pierderilor de căldură este funcție de raportul dintre pierderile și aporturile de căldură și de inerția termică a clădirii, conform următoarelor relații:

Notând cu

λ R

raportul dintre pierderile și aporturile de căldură în situația răcirii,

- dacă

λ R >0 și λ R

≠ 1 atunci

 Tr

, R



1 





R

R

R

1 





R



1

;

(III.2.19)

- dacă

λ R

=1

atunci

 Tr

, R





R

;



R



1

- dacă

λ R

< 0

atunci

 Tr

, R



1

în care, pentru fiecare lună și pentru fiecare zonă considerată:

η Tr,R

-

factorul de utilizare a pierderilor de căldură în situația răcirii;

λ R

- raportul dintre aporturile și pierderile de căldură ale zonei în perioada de răcire:





Q

surse

,

R

(III.2.20)

Q

R

Tr

,

R

Q surse,R

-

aporturile de căldura totale pentru răcire, determinate anterior, [MJ];

Q Tr,R

- energia totală transferată între clădire și mediul exterior, în situația răcirii clădirilor,

α R

- parametru numeric adimensional ce depinde de constanta de timp a clădirii pentru răcire

τ R,

care se calculează cu relația:



R



 0

R





R



(III.2.21)

unde:



0

R

0

R

-

parametru numeric de referință;



R

- constanta de timp pentru răcire, în ore;



0

R

-

constanta de timp de referință pentru răcire,

Valorile recomandate pentru



0

R

și



0

R

ca și graficul variației factorului de utilizare

η

tR

pentru o

perioadă de calcul lunară și pentru diverse constante de timp, sunt date în Mc001-PII.

Constanta de timp a clădirii pentru răcire,



R

[ore] se calculează cu relația :





C

m

/ 3,6

R

H

(III.2.22)

T

unde :

C m

- capacitatea termică a clădirii, [kJ/K];

H T

- coeficient de transmisie a căldurii prin elementele clădirii [W/K].

Valori convenționale ale constantei de timp pentru diverse tipuri de clădiri pot fi calculate pentru tipuri de clădiri reprezentative construite. Valori curente sunt date în Mc 001.

Capacitatea termică internă a clădirii sau a unei zone,

C m

se obține prin insumarea capacităților termice ale tuturor elementelor de construcții aflate în contact cu aerul interior al zonei luate în considerare (document recomandat Mc001-PII).

Corecții pentru regimul de funcționare al instalațiilor

Cazul funcționării în regim continu

Pentru răcirea continuă a clădirii pe toată perioada sezonului de răcire, calculul energiei pentru răcire se face cf. relației III.2.1 utilizând ca temperatură interioară, temperatura prescrisă pentru climatizare

θ

i .

Cazul răcirii în regim intermitent

Energia necesară pentru răcire în cazul răcirii intermitente

Q

R,interm

se calculează cu relația:

unde:

Q R

,int

erm



a

R

,int

erm Q R



 1



a

R ,int

erm

 Q

R , tot

,int

erm

(III.2.23)

Q R

-

energia necesară pentru răcire, calculată conform relației III.2.1 presupunând că pentru toate zilele lunii, controlul și setarea termostatului de ambianță corespunde unei situații de răcire în regim continu, [MJ];

Q R,tot,interm

-

energia necesară pentru răcire, calculată conform relației III.2.1, presupunând că pentru toate zilele lunii, controlul și setarea termostatului de ambient corespund perioadei de intermitență, [MJ];

a R,interm

-

factor adimensional de corecție pentru răcirea intermitentă, determinat cu relația:

a R

,int

erm



1 

b

R

,int

erm

 

0

R



R



1

 R



 1 

f



R , N

(III.2.24)

având ca valoare minimă: în care:

a R

,int

erm



f

R

,

N

; se stabilește din fig. III.2.3.

f

R

,

N

- raportul dintre numărul de zile din saptămână cu răcire normală și numărul de zile dintr-o săptămână (ex. 5/7) ;

b R,interm

-

factor de corelație empiric cu valoare constanta

b R,interm

=3 ;



R

- constanta de timp pentru răcire, cf. relației III.2.22 [ore];



0

R

- constanta de timp de referință pentru răcire [ore];

raportul λ R

τ R

τ R

τ R

τ R

a R,interm

λ R

-

raportul dintre aporturile și pierderile de căldură ale clădirii (zonei) în modul de răcire.

Figura III.2.3 - Nomograma de alegere a factorului de corecție a R,interm

pentru răcirea intermitentă;

1 – clădiri cu inerție mare ; 2 – clădiri cu inerție mică

Cazul răcirii cu perioade mari de întrerupere a funcționării

În anumite clădiri cum ar fi școlile, perioadele de vacanță în timpul sezonului de răcire conduc la o reducere importantă a necesarului de frig.

Necesarul de frig în perioada de întrerupere se calculează astfel:

-

pentru luna ce include o perioadă de întrerupere, calculul se face diferențiat: a) pentru perioada de răcire normală; și b) pentru perioada de întrerupere;

-

se interpoleaza liniar rezultatele obținute, ținând cont de raportul dintre perioada de întrerupere

și perioada de timp normală, utilizand următoarea relație:

Q



f

Q



 1 

f



Q

unde:

R , vac

R , N

R

R , N

R , tot

, vac

(III.2.25)

Q R

,

vac

- necesarul de energie pentru răcire ce ține cont de perioadele de vacanță, [MJ];

Q R

- necesarul de energie pentru răcire calculat conform relației III.2.1, presupunand ca pentru toate zilele lunii, setările și controlul termostatului de ambianță sunt cele corespunzatoare perioadei normale, [MJ];

Q

R , tot

, vac

- necesarul de energie pentru răcire calculat conform III.2.1, presupunând că pentru toate zilele lunii, setările și controlul termostatului de ambianță sunt cele corespunzatoare perioadei de întrerupere, [MJ];

f

RN

- factor reprezentând numarul de zile din luna cu răcire normală, raportate la numărul total de zile al perioadei (ex. 10/31) .

III.2.2.2.

Necesarul de energie anual pentru răcire

Necesarul anual de energie pentru răcire, pentru o zonă de clădire dată, se calculează însumând necesarul de energie pe perioadele (lunile) distincte din an în care este necesară răcirea, ținând cont de durata acestor perioade de-a lungul unui an calendaristic:

în care:

Q R

,

an



 Q R

,

j

j

(III.2.26)

Q R,an

-

necesarul anual de răcire pentru zona considerată, [MJ];

Q

R,j

-

necesarul de răcire al zonei considerate pentru luna

j , [MJ];

III.2.2.3.

Energia consumată de sistemele de climatizare (răcire)

1)

Evalarea energiei consumate pe baza randamentului global al sistemului de climatizare.

Energia consumată se determină cu relația:



Q

Q R

,

sistF



R

(III.2.27)

unde:

sist

, R

Q R,sistF

-

energia consumată în sistemul de răcire, care include pierderile de energie ale sistemului, [MJ];

Q R

-

energia necesară pentru răcire a clădirii sau zonei, [MJ],

 sist

, R

-

eficiența globală a sistemului de răcire, care include pierderile de energie la generarea,

transportul, acumularea, distribuția și emisia de agent termic (aer și apă) din sistem. Această eficiență nu ține cont de:

-

energia electrică auxiliară introdusă în sistemul de climatizare,

Q

aux ,

-

de coeficientul de performanță al sursei frigorifice.

De aceea,

energia electrică totală consumată în sistemul de climatizare

(răcire),

Q el.

tot

,

[MJ] va fi:

Q el

.

tot



Q

R

,

sistF

COP



Q

aux

(III.2.28)

în care:

COP

- coeficientul mediu de performanță al mașinii frigorifice, indicat de producător.

Q aux

–

energia electrică auxiliară utilizată de pompe, ventilatoare, servomotoare etc; calculul va fi detaliat în continuare, la pct.2.

Deoarece există foarte puține date fiabile referitoare la eficiența globală a sistemelor și ținând seama de diversitatea soluțiilor tehnice, este recomandat ca pierderile și recuperările de energie să fie evaluate pe componente, conform procedurii care urmează.

2)

Evalarea energiei consumate pe baza puterilor calculate în condiții de calcul și considerând un timp de funcționare echivalent al sistemului.

În acest caz se evaluează separat:

-

pierderile de energie din sistem,

Q

pierd ,

-

consumul

de

energie

electrică

pentru

transportul

aerului

în

instalațiile

de ventilare/climatizare,

Q ta

,

-

consumul de energie electrică pentru transportul agentului primar (apă caldă sau apă răcită) ce alimentează componentele instalației de climatizare (Centrala de Tratare a Aerului și aparatele locale de tratare a aerului),

Q

tapă ,

-

energia electrică auxiliară utilizată de pompe, ventilatoare, servomotoare etc,

Q aux ,

-

energia recuperată în sistem,

Q rec

,

-

consumul de energie electrică pentru producerea frigului, la nivelul sursei de frig.

Atunci, energia consumată în sistemul de răcire

Q R,sistF

se calculează pe bază de bilanț:

Q R,sistF

=

Q R

+ Q pierd

+ Q ta

+

Q tapă

-

Q rec

(III.2.29)

unde: Q R

-

energia necesară pentru răcire a clădirii sau zonei (cf. III.2.1).

În cele ce urmează sunt date relații de calcul pentru evaluarea consumurilor și recuperărilor de căldură.

Dacă

relațiile

exprimă

puteri

termice,

calculate

în

condiții

nominale,

energia corespunzătoare se calculează prin multiplicare cu timpul echivalent de funcționare la sarcina nominală a sistemelor (Anexa II.2.K din Mc 001-PII).

După evaluarea energiei pierdute sau recuperate în sistem,

se calculează energia electrică totală consumată în sistemul de climatizare

(răcire),

Q el.

tot

(cf. III.2.28).

a)

Pierderi/aporturi de caldură prin suprafața conductelor de transport al aerului

Pierderile sau aporturile de căldură prin suprafața conductelor (canalelor)

situate în încăperea/zona

climatizată .

Aceste pierderi trebuie luate în considerare doar atunci când diferența dintre temperatura aerului transportat și temperatura încăperii sau zonei climatizate este semnificativă. Ele pot fi neglijate în cazul cand sistemul nu asigură încălzirea sau răcirea aerului, ci doar ventilarea simplă.

Pierderile sau aporturile de caldură prin suprafața conductelor situate

în afara încăperii/zonei

climatizate

Temperatura și umiditatea aerului la ieșire din conductă se calculează cu relațiile:

θ 2

= θ 1

+ ∆T cta

x 2

= x 1

(III.2.30)

s





H

cta



unde :

 T

cta







1





ext



 1



e





0,34

q

v

,

cta







(III.2.31)

θ 1 , x 1

- temperatura și conținutul de umiditate al aerului la intrare în conductă, [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat ],

θ 2 , x 2

- temperatura și conținutul de umiditate al aerului la ieșre din conductă, [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat ],

H cta

– aportul/pierderea de căldură a aerului prin pereții conductei, către mediul ambiant,

[W],

q v,cta

- debitul de aer din conductă [m3/h],

S - suprafața laterală a conductelor de aer, prin care se cedează căldură [m 2 ].

H cta



 U i

i



(

 m



 a , i

)



L

i

[W]

(III.2.32)

cu

U

coeficientul de transfer de căldură în

 W/mK 

m



temperatura medie a agentului termic în



 C 

a



temperatura aerului exterior (ambianță) în



 C 

L

lungimea conductei în

 m 

i

indicele corespunzător conductelor de același tip, în aceleași condiții

coeficientul de transfer de căldură U pentru conductele izolate, montate în încăperi, este dat de relația:

U





 W/mK 

(III.2.33)

în care:

(

1

2





D



ln

D

a



D i

1

)

 a



D

a

D

i

,

D

a

- diametrele conductei fără izolație, respectiv diametrul exterior al conductei izolate,

 m 

 a

- coeficientul global de transfer termic la exteriorul conductei (W/m²K) (  a

=1/0,33) 

 D

- coeficientul de conducție a izolației

 W/mK  . Relațiile III.2.31 și III.2.32 se rezolvă prin iterație.

b)

Pierderi/aporturi de aer din conductele de transport ale aerului

Aerul infiltrat/exfiltrat în/din conductele de transport de aer se calculează conform §2.6.7 din Mc001-PII. Dacă aerul este exfiltrat din conductă, nu exista o modificare a parametrilor aerului transportat; dacă însă se infiltrează aer în conductă, acești parametri se modifică în funcție de

parametrii aerului infiltrat, care se amestecă cu cel transportat. De la caz la caz, în funcție de clasa de etanșeitate la aer a canalelor de transport, pentru a putea estima pierderile de energie pe traseu trebuie calculat un debit de aer infiltrat în conductă și efectuat un bilanț termic pe toată lungimea conductei unde se realizează infiltrațiile de aer.

c)

Pierdere /recuperare de căldură de la ventilatoare

Creșterea de temperatură a aerului la trecere prin ventilator, ∆T vent

conduce la o pierdere / recuperare de căldură (în perioada de răcire/încălzire). ∆T vent

se calculează cu relația :

 T



P

abs

, vent

R rc

(III.2.34)

unde :

vent

 aer

c p , aer

q v , vent

-



T

vent

-

diferența de temperatură cu care se încălzește aerul în ventilator, [ºC],

-

ρ aer

(kg/m

3

) - densitatea aerului,

-

c p,aer

(J/kgK) - căldura specifică masică a aerului.

-

q v,vent

(m

3

/h) - debitul volumic la ventilator;

-

P abs,vent

(W) - puterea absorbită la ventilator ;

-

R rc

-

rata de transformare a energiei electrice în caldură, absorbită de aer – (0,9 pentru motor plasat în curentul de aer; 0,6 pentru motor plasat în afară curentului de aer).

Creșterea de temperatură a aerului conduce la un debit de căldură în sistem:





 aer

c p , aer

q v , vent



T

vent

[W]

(III.2.35)

Pentru ventilarea mecanică cu debit de aer constant sau variabil (sistem VAV) fără aer recirculat puterea medie consumată este cea pentru un debit de aer continuu

C cont

q v

(m

3

/h).

Pentru sistemele VAV cu recirculare,

C

cont

depinde de acțiunea asupra clapetei de reglare pe aerul exterior în timp ce puterea absorbită de ventilator, P abs,vent

(W) depinde de raportul dintre debitul mediu și debitul maxim refulat. În orice situație, reglarea ventilatorului trebuie luată în calcul (document de referință Mc001-PII.

d)

Consumul de energie electrică pentru transportul aerului

Se calculează pornind de la puterea absorbită de ventilator, P abs,vent

(kW), și randamentul motorului electric de antrenare,



motor

:

P el

,

motor



P

abs

,

vent

(kW)

(III.2.36)



în care:

-

P

abs

,

vent



q v

 p



motor

este puterea absorbită de ventilator, q v

(m 3 /s) debitul volumic de aer transportat

vent

de ventilator (egal cu debitul instalației de climatizare), randamentul ventilatorului, furnizat de producător.

 p

(Pa) presiunea ventilatorului;

 vent

- P el,motor

(kW) este puterea electrică consumată de motorul de antrenare.

e)

Consumul de energie electrică pentru transportul agentului termic primar de răcire/încălzire

Se consideră debitele de agent termic primar (apă caldă, apă răcită), necesare proceselor de tratare a aerului în CTA sau în aparatele locale de răcire/încălzire. Puterea electrică consumată de motorul pompei,

P el,motor

(kW), se va scrie:

P el

,

motor



P

abs

,

pompa



[kW]

(III.2.37)

în care:

-

P

abs

,

pompa

motor



q v

 p



este puterea absorbită de pompă, q v

(m 3 /s) debitul volumic de apă

pompa

transportat de pompă, furnizat de producător.

 p

(Pa) înălțimea de pompare a pompei, iar



pompa

randamentul pompei,

III.2.3.

Calculul consumurilor de energie pentru instalațiile de ventilare mecanică

Metoda se aplică la clădiri rezidențiale sau terțiare prevăzute cu instalații de ventilare mecanică. Metoda poate fi aplicată și clădirilor climatizate cu sisteme „numai aer” care au rol de ventilare și de încăzire/răcire, umidificare.

III.2.3.1

Conținut general și domeniu de aplicare

Metoda se bazează pe calculul puterilor necesare echipamentelor de tratare și de vehiculare a aerului din sisteme. Se vor lua în calcul acele puteri care corespund procesului de tratare în condiții de calcul (de bază) prevăzut în proiect pentru sistemul respectiv (cu sau fără amestec dintre aerul proaspăt și recirculat, cu sau fără încălzire, răcire, umidificare etc).

Pentru a obține energia necesară fiecărui echipament în procesul de tratare a aerului, se folosește un timp echivalent de funcționare la sarcina nominală a sistemelor (Anexa II.2.K din Mc001-PII).

Scopul final al calculului este să se determine energia totală consumată în sistem, care rezultă din însumarea energiei necesare echipamentelor cu energia consumată de

echipamentele auxiliare (pompe, ventilatoare și servomotoare) și cu energia consumată de instalația de producere a frigului.

III.2.3.2.

Calculul puterilor termice necesare tratării aerului

In acest paragraf, se vor detalia metodele de calcul pentru:

-

recuperatoarele de căldură,

-

bateriile de încălzire și răcire,

-

camera de amestec,

-

umidificatorul cu abur.

Procedura va calcula:

-

temperaturile si umiditățile aerului introdus (refulat) în încăperi;

-

puterile termice necesare pentru a realiza tratarea aerului, pe baza debitelor de aer cunoscute din proiect sau măsurate.

1)

Recuperatoare de căldură sensibilă

mărimi de intrare :

-

θ ev,1

; x ev,1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului evacuat din încăperi, la intrarea în recuperator [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat ];

-

θ ref,1

; x ref,1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului exterior la intrarea în recuperator, [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat ];

-

q v,ref

; q v,ev

– debitele volumice, refulat și evacuat în/din încăperi, ce trec prin recuperator, [m 3 /s];

-

ε recup

– eficiența recuperatorului pentru debite refulat/evacuat aproximativ egale;

-

 

recup

- creșterea de temperatura a aerului în recuperator.

relații de calcul:





 recup , ref



 recup

(  ev

,1

  ref

,1

)







ref

,2





ref

,1



 

recup , ref



 



recup , ev



 

recup , ref







ev

,2





ev

,1



 

recup , ev

(III.2.38)

 x



x



ref

,2

ref

,1



 x ev

,2



x ev

,1

mărimi de ieșire :

-

θ ev,2

; x ev,2

– temperatura și conținutul de umiditate al aerului evacuat la ieșirea din recuperator;

-

θ ref,2

; x ref,2

– temperatura și conținutul de umiditate al aerului exterior la ieșirea din recuperator.

Observații:

În metodologia Mc001-PII sunt date detalii referitoare la:

a)

recuperatoarele de căldură, în situația folosirii ventilării în regim de evoluție liberă ”free- cooling”,

b)

situația utilizării recuperatoarelor de caldură sensibilă și latentă (entalpice) când trebuie tratate distinct probleme legate de îngheț.

2)

Camere de amestec

mărimi de intrare

-

θ ref,1

; x ref,1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului exterior [ 0 C, respectiv

g

vapori

/kg

aer uscat

];

-

q rec

(echivalent ca notație cu q ev,1 ) - debitul masic de aer recirculat [kg/s];

-

q ext

(echivalent ca notație cu q ref,1 ) - debitul masic de aer exterior (proaspat)

-

R



q

rec

rec

q

- raportul de recirculare în camera de amestec, (raport dintre debitul masic de

ext

aer recirculat q rec

si debitul masic de aer exterior q ext )

mărimi de ieșire:

- θ ref,2

; x ref,2

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului exterior la ieșirea din camera de amestec [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat ], calculate pe baza relațiilor de bilanț masic si de

rec



umiditate la nivelul camerei de amestec:

 



ref

, 2





ev

,1



 1



R



ref

,1



 

x

ref

, 2



x

ev

,1



 1



R

rec

x ref

,1



(III.2.39)

unde:

-

q ref,2 =q ext (1+R rec ) – debitul masic la ieșirea din camera de amestec [kg/s];

-

q ev,2 =q ext

– debitul masic de aer evacuat în exterior, [kg/s].

3)

Baterii de încălzire a aerului

Calculul se referă la bateriile de preîncălzire și de reîncălzire a aerului, din centrala de tratare a aerului (CTA). Se consideră că în urma încălzirii, aerul are o temperatura impusă

θ

inc .

mărimi de intrare:

-

θ 1

, x 1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului la intrarea în baterie de încălzire (aer exterior sau ieșit dintr-o cameră de amestec pe circuitul de refulare), [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer uscat ];

-

q inc

– debitul masic de aer ce trece prin bateria de încălzire (aer exterior sau ieșit dintr-o cameră de amestec pe circuitul de refulare), în kg/s;

Calculul puterii termice utile pentru încălzire :

 util

, inc



q

inc



 inc





1



(kW)

(III.2.40)

mărimi de ieșire:

-

θ 2 = θ inc

– temperatura aerului la ieșirea din bateria de încălzire, [ 0 C];

-

x 2 =x 1

– conținutul de umiditate la ieșirea aerului din bateria de încălzire, egal cu cel de la intrarea în baterie (nu există schimb de energie latent), [g vapori /kg

aer

uscat ];

 :

-

G apă

- debitul de agent primar (apă), pentru o diferența de temperatură între intrarea și

apa , tur

ieșirea din baterie

 

 

apa , retur

G apa



 util

, inc



c

 







BI p , apa

apa , tur

apa , retur

(kg/s)

(III.2.41)

-

puterea termică utilizată (necesară) pentru încălzire pe partea agentului termic primar se

scrie:



nec , inc



 util

, inc

(kW)

(III.2.42)



BI

în care



BI

- randamentul termic al bateriei de încălzire a aerului furnizat de producător.

4)

Baterii de răcire a aerului

Calculul se referă la bateriile de răcire a aerului, din centrala de tratare a aerului (CTA). Se consideră că aerul exterior este răcit până la o temperatură

θ rac

impusă.

mărimi de intrare:

-

θ 1

, x 1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului la intrarea în baterie de răcire (aer exterior sau ieșit dintr-o cameră de amestec pe circuitul de refulare) [ 0 C, respectiv g vapori /kg

aer

uscat

];

-

q v,rac

– debitul volumic de aer ce trece prin bateria de răcire, [m 3 /s];

-

θ BR

– temperatura medie a bateriei de răcire, [ 0 C].

relații de calcul:

-

variația temperaturii aerului în procesul de răcire

 

rac





1





rac

 

rac

:

(III.2.43)

-

θ 2

– temperatura aerului la ieșirea din bateria de răcire:



2





1



 

rac

(III.2.44)

-

eficiența procesului de răcire



rac

:





 rac



 BR

(III.2.45)

rac







1

BR

-

conținutul de umiditate al aerului la suprafața exterioară a bateriei de răcire x BR

:

x

BR



EXP

 18.8161



4110.34 / 



BR



235 

-

variația conținutului de umiditate al aerului în urma răcirii



x

rac



min(0; 

x

BR



x

1

 1





rac

 )

 x

rac

:

(III.2.46)

(III.2.47)

-

conținutul de umiditate al aerului la ieșirea din bateria de răcire x 2

:

x

2



x

1



 x

rac

-

puterea utilă pentru a asigura procesul de răcire Ф util,rac

(kW) :



util

, rac



q

v , rac



0.83



x 2



x 1





0.34



 2



 1





(III.2.48)

(III.2.49)

mărimi de ieșire:

-

θ 2

, x 2

, Φ nec,rac

-

G apă

- debitul de apă pentru agent primar apă răcită, cu diferența de temperatură între

apa , retur

intrarea și ieșirea din baterie

 





apa , tur

 , :

G apa



 util

, rac



c

 







BR p , apa

apa , retur

apa , tur

(kg/s)

(III.2.50)

-

puterea termică utilizată (necesară) pentru răcire pe partea agentului termic primar se

scrie:

 nec , rac



 util

, rac

(kW)

(III.2.51)



BR

în care



BR

- randamentul termic al bateriei de răcire a aerului furnizat de producător.

Dacă agentul primar este un agent frigorific, atunci debitul de agent frigorific, G ag.frig.

se va

scrie:

G

ag

.

frig

.



 util

, rac

(kg/s),

(III.2.52)

r

ag

.

frig

.

în care - r ag.frig.

[kJ/kg] - căldura latentă de vaporizare a agentului frigorific.

5)

Umidificarea izotermă a aerului

Mărimi de intrare:

-

θ 1

, x 1

– temperatura si conținutul de umiditate al aerului la intrarea în camera de umidificare (aer exterior sau ieșit dintr-o cameră de amestec), [ 0 C, respectiv g vapori /kg aer

uscat ];

-

q v.umidif

– debitul volumic de aer în procesul de umidificare, [m 3 /s];

-

x umidif

– valoare setată a conținutului de umiditate al aerului după umidificare [g vapori /kg aer

uscat ].

Relații de calcul:

θ 2

= θ 1

= θ iz

(temperatura la ieșirea din umidificator este egală cu cea la intrare, în condițiile menționate) , [ 0 C];

x 2

= x umidif

– conținutul de umiditate al aerului la ieșirea din umidificator, [g vapori /kg

aer

uscat ];

 util

, umidif





aer

*

q

v

,

umidif

*(1,85* 

iz



2500) *( x

umidif



x

1

)

(kW)

(III.2.53)

este puterea termică utilă umidificării izoterme a debitului de aer volumic

q

v,umidif

(m 3 /s).

Mărimi de ieșire

θ 2

, x 2

, Φ nec,umidif

Puterea necesară umidificării izoterme a aerului va ține cont de randamentul sistemului de distribuție a aburului de la generatorul până la duzele de injecție,

 Distrib , abur

*

 Duze

, (fără a ține cont

și de randamentul propriu al generatorului),

 nec , umidif



 util

, umidif

 Distrib , abur

*



Duze

(kW)

(III.2.54)

Consumul de energie electrică pentru umidificarea izotermă, ținând cont de randamentul propriu de funcționare al generatorului de abur,

 Gen , abur

:

P

el

, Gen . abur



 nec , umidif



(kW)

(III.2.55)

Gen , abur

III.2.3.3.

Energia consumată de sistemele de ventilare

Energia totală consumată într-un sistem rezultă din însumarea energiei necesare echipamentelor cu energia consumată de

echipamentele auxiliare (pompe, ventilatoare și servomotoare) și cu energia consumată de instalația de producere a frigului.

Energia necesară fiecărui echipament se determină folosind puterile calculate corespunzător procesului de tratare a aerului, multiplicate cu timpul echivalent de funcționare la sarcina nominală (cf. Anexa II.2.K din Mc001-PII).

Calculul energiei consumate în sistem se face după procedurile descrise la § III.2.2.3.

III.2.4.

Calculul consumurilor de energie pentru instalațiile de climatizare considerând sarcina termică sensibilă și latentă.

III.2.4.1

Conținut și domeniu de aplicare

Prin calcul se determină:

-

necesarul de energie pentru răcire și dezumidificare al unei încăperi, zone sau clădiri climatizate,

-

consumurile de energie electrică ale aparatelor auxiliare,

-

consumul de energie pentru umidificarea aerului,

-

consumul de energie al instalației frigorifice,

-

consumul total de energie al sistemului de climatizare.

Sunt luați în considerare factori specifici, corespunzători domeniului de aplicare și anume:

-

consumurile de energie datorate sarcinilor de căldură latentă,

-

sarcina de răcire datorată debitului de aer proaspăt,

-

utilizarea în cadrul sistemelor de climatizare a recuperatoarelor de căldură (sensibilă sau sensibilă și latentă),

-

inerția termică a elementelor de construcție,

-

varietatea mare de tipuri de instalații de climatizare și a surselor de frig utilizate (sisteme centralizate „numai aer”, sisteme cu aparate terminale de tip„aer-apă”, chillere cu compresie mecanică, chillere cu absorbție, chillere reversibile – pompe de căldură, etc.).

Metoda de calcul se utilizează pentru încăperile climatizate care au sarcini semnificative de căldură latentă, datorate condensării vaporilor de apă din aerul interior. Climatizarea se poate realiza cu sau fără controlul umidității interioare, folosind unul din următoarele tipuri de sisteme de climatizare:

-

sisteme de climatizare de tip „numai aer”,

-

sisteme de climatizare de tip „aer-apă” cu aparate terminale – ventiloconvectoare.

Calculul se aplică la clădiri rezidențiale sau terțiare sau părți ale acestora.

Metoda poate fi dezvoltată și pentru estimarea consumurilor energetice în cazul altor tipuri de sisteme de climatizare.

III.2.4.2.

Principalele date de intrare și ieșire ale metodei de calcul

Datele de intrare necesare în calcul sunt:

■

caracteristicile elementelor de anvelopă pentru încăperea climatizată;

■

scenariul de ocupare al încăperii climatizate;

■

sursele interne de căldură și umiditate;

■

climatul exterior;

■

date privind sistemul de climatizare:



debitul de aer; debitul de aer proaspăt,



valorile prescrise pentru parametrii de confort (temperatura, umiditate),



temperatura și umiditatea aerului introdus în încăpere,



coeficientul de performanță al instalației frigorifice,



pierderea de sarcină din sistem,



randamentul ventilatorului,



modul de funcționare al ventilatorului (1 treaptă de turație, 2 trepte de turație, variație continuă a turației),



eficacitatea recuperatorului de căldură (dacă există).

Datele de ieșire sunt:

■

necesarul de energie lunar și anual pentru climatizarea clădirilor,

■

consumul de energie electrică al instalației frigorifice,

■

consumul total de energie al sistemului de climatizare.

III.2.4.3.

Necesarul de energie pentru răcire și dezumidificare

Metoda de calcul pentru necesarul de energie pentru răcire și dezumidificare este de tip „grade-zile”.

Numărul de ”grade-zile”,

NGZ

, pentru răcire se stabilește pentru fiecare lună cu relația:

unde:

NGZ



N







aem

 

b



1



e  k  



aem

 

b



N – număr de zile (pentru luna de calcul considerată) [zile];

(III.2.56)

θ aem

– temperatura medie lunară a aerului exterior (pentru luna de calcul considerată) [°C];

θ b

– temperatura de bază calculată conform metodologiei de mai jos, în funcție de tipul sistemului de climatizare [°C];

K – constantă, valoare recomandată, K = 0,71.

Temperatura de bază, θ b

din relația (III.2.74), se calculează în funcție de tipul sistemului de climatizare după cum urmează:

a)

sisteme de climatizare ”numai aer”

Temperatura de bază utilizată depinde de:

■

temperatura de confort a aerului interior (valoarea setată) din încăperea climatizată,

■

sarcina sensibilă pentru răcirea aerului proaspăt

■

încălzirea aerului în ventilatorul de introducere (termenul al doilea din ecuația de mai jos),

■

degajările de căldură sensibilă de la surse interioare din încăperea climatizată și aporturile de căldură datorate radiației solare (termenul al treilea din ecuația de mai jos)

■

aporturile de căldură prin transmisie pentru încăperea climatizată (termenul al patrulea din ecuația de mai jos)

■

degajările de căldură latentă de la surse interioare din încăperea climatizată și sarcina de răcire latentă datorată aerului proaspăt (ultimul termen din ecuația de mai jos)



θ



θ



V ΔP



Q

s

i



U'



θ



θ





2400

Δx

(°C)

(III.2.57)

b

unde:

a

i

m ·

c

p

η v

m ·

c

p

m ·

c

p

aem

ai

θ ai

– temperatura prescrisă a aerului interior din încăperea climatizată (°C);

V



– debitul volumic de aer vehiculat în sistemul de climatizare (m 3 /s);

m ·

- debitul masic de aer vehiculat în sistemul de climatizare (kg/s);

c p

– căldura specifică a aerului, egală cu aproximativ 1 kJ/kg K;

∆P – presiunea ventilatorului (Pa);

 v

– randamentul ventilatorului;

Q si

– degăjări de căldură sensibilă de la surse interioare: ocupanți, iluminat, echipamente - și aporturi de căldură de la radiația solară – (kW); pe baza valorilor calculate se determină valoarea medie lunară (pentru luna de calcul considerată) (kW);

U’ = AU (kW/K), A – suprafața elementului de construcție prin care au loc aporturi de căldură prin transmisie (m 2 ); U – coeficient global de transfer termic al elementului de construcție prin care au loc aporturi de căldură prin transmisie (kW/m 2 °C);

θ aem

– temperatura medie a aerului exterior pe perioada de ocupare a încăperii climatizate (pentru luna de calcul considerată) (°C);

θ ai

– temperatura aerului interior a încăperii climatizate, (°C);

∆x = x e

– x s , diferența medie lunară de conținut de umiditate (pentru luna de calcul considerată), (kg/kg), x e

– conținutul de umiditate al aerului exterior (kg/kg) și x s

- conținutul de umiditate la ieșirea din bateria de răcire (kg/kg); diferența medie de conținut de umiditate se determină utilizând relația:

 x

e



x

s





x e



x s

1



e

 k

 x e

 x s



(kg/kg)

(III.2.58)

cu

x

e

- conținutul de umiditate mediu lunar al aerului exterior (pentru luna de calcul

considerată) (kg/kg) și k – parametru calculat pe baza expresiei:

k



2,5



x

(III.2.59)

 x

– deviația standard pentru conținutul de umiditate lunar al aerului exterior; valoarea depinde de amplasarea geografică a clădirii climatizate.

Alte situații

1)

Pentru luarea în considerare a inerției termice, expresia de calcul a temperaturii de bază se modifică astfel:



 b



 ai



V

 P

m ·

c





Q

si

m ·

c



U

'

m ·

c

 

aem





ai





2400  x



Q c

m ·

c

(°C)

(III.2.60)

p

v

p

p

p

unde:

Q c



C 



i

24



3600

(kW)

Q c

– rata medie zilnică de stocare termică a elementelor de construcție (kW);

C =



c pm V (kJ/°C), capacitatea termică a elementelor de construcție ale încăperii climatizate;



- densitatea materialelor elementelor de construcție (kg/m 3 );

c pm

– căldura specifică a materialelor elementelor de construcție (kJ/kg°C); V – volumul elementelor de construcție (m 3 );

 



t

 

i



e



ai

 

ae

n



(°C)

(III.2.61)

∆θ i

– rata de răcire a elementelor de construcție (diferența de temperatură între temperatura elementelor de construcție și temperatura aerului interior) (°C);

t – perioada de neocupare a încăperii climatizate (h);

τ

– constanta de timp a elementelor de construcție stabilită la § III.1.3.8, (h);

θ aen

– temperatura medie a aerului exterior noaptea (pentru luna de calcul considerată), (°C).

2)

în cazul în care există în cadrul sistemului de climatizare recuperatoare de căldură (numai sensibilă sau sensibilă și latentă) numărul de grade-zile se calculează cu relația:

NGZ



N



aem

b

aem

ai

































 k  





aem

 

b





 k  



aem

 

ai





unde:



1



e



(III.2.62)



1



e





- eficacitatea recuperatorului de căldură; în absența unei valori, se poate determina conform relației:

unde:





1



m .

AP

m .



m .

AP

R

(III.2.63)

AP

m

.

– debitul de aer proaspăt (kg/s; m 3 /s);

R

m

.

– debitul de aer recirculat (kg/s; m 3 /s).

* Notațiile din această ecuație sunt identice cu cele utilizate anterior, cu mențiunea că în expresia temperaturii de bază se modifică calculul diferenței medii de conținut de umiditate după cum

urmează:

 x

e



x

s





x e



x s

1



e

 k

 x e

 x s





 x e



x



r



1



e

 k

 x e

 x r



(kg/kg)

(III.2.64)

unde:

x r

– conținutul de umiditate din aerul recirculat (considerat egal cu conținutul de umiditate din încăperea climatizată) (kg/kg)

b)

sisteme de climatizare de tip „aer-apă” cu aparate terminale – ventiloconvectoare

Există două situații de calcul, în funcție de configurația sistemului de climatizare:

-

cazul în care ventiloconvectoarele din încăperi preiau sarcinile latente; în această situație metoda de calcul este similară metodologiei descrisă mai sus pentru determinarea temperaturii de bază, considerând toate ventiloconvectoarele prin intermediul unui ventiloconvector echivalent și utilizând sarcini medii la nivelul întregii clădiri

-

cazul în care ventiloconvectoarele asigură doar partea sensibilă, bateria de răcire a centralei de tratare pentru aerul proaspăt asigurând sarcina latentă; în această situație expresia de calcul a temperaturii de bază pentru calculul numărului de grade-zile se scrie:







 

s

b





m

.

R





m .

ae





r

 

m

.

AP

m .



2400



x





(°C)

(III.2.65)

în care:

θ s

– temperatura aerului la ieșirea din bateria de răcire a ventiloconvectorului (°C);

θ r

– temperatura aerului din încăperea climatizată (°C).

Necesarul anual de energie pentru răcire și dezumidificare, Q r

se calculează în funcție de numărul de grade zile obținut pentru toată perioada de răcire,

NGZ

R

= Σ NGZ

, folosind relația:



Q r



24



mc p

NGZ R

[kWh]

(III.2.66)

unde:



m

– debitul masic de aer vehiculat în sistemul de climatizare (kg/s); c p

– căldura specifică a aerului (kJ/kg°C).

III.2.4.4.

Consumurile de energie electrică ale aparatelor auxiliare,

Q aux

Calculul pentru echipamentele auxiliare (pompe, ventilatoare) se face identic cu cel descris în

§III.2.2.3.

III.2.4.5.

Consumul de energie pentru umidificarea aerului

Consumul energetic se determină în funcție de următorii parametri:

■

valoarea minimă a umidității aerului din încăpere

■

sursele de umiditate din încăpere

■

umiditatea aerului exterior

■

debitul de aer proaspăt al încăperii

În cadrul metodologiei de calcul se consideră valori medii zilnice pentru aceste mărimi.

Metoda de calcul ține seama și de eventuala prezență a unui recuperator de căldură latentă în cadrul sistemului de climatizare.

Umiditatea transferată aerului din instalația de climatizare prin intermediul echipamentelor specifice se calculează conform relației:



e





X

g



3

x z

unde:



x

i

,min





m

'



(g vapori /m

aer )

(III.2.67)

x Z

– umiditatea adăugată aerului tratat de sistemul de climatizare, (g vapori /m 3

aer ); x i,min

– valoarea minimă a umidității din aerul interior, (g vapori /m 3

aer );

X g

– degajările medii de umiditate de la surse interne, g vapori /h m 2

(valori recomandate conform Anexei II.2.I din Mc001-PII );

m’ e

– debitul de aer proaspăt raportat la unitatea de suprafață, m 3 /h,m 2 ;

Cantitatea totală anuală de apă utilizată pentru umidificare se determină pe baza debitului de aer

tratat și a diferenței zilnice între valoarea conținutului de umiditate al aerului refulat în încăpere și valoarea conținutului de umiditate al aerului exterior:

W



24 h 

 m '

e

 x z



x e





24 h 



 m '

e

 x i

,min



x e





x g



(g

apa

/an)

(III.2.68)

Relația de mai sus este utilizată numai pentru momentele de timp pentru care este satisfăcută inegalitatea:

 x

z



x e





x

i ,min



x e



x g



0

m '

(III.2.69)

e

 x

Dacă sistemul de climatizare este prevăzut cu un recuperator de căldură latentă, umidificarea aerului exterior pe baza schimbului de masă din recuperator se determină astfel:

 x





unde:

recuperator

i ,min



x e



(III.2.70)

 recuperator

– eficiența schimbului de căldură latent la nivelul recuperatorului In acest caz, cantitatea de apă necesară pentru umidificare este:

W



24 h 



 m '

e

 x i

,min



x e





1





recuperator





x g



(g

apa

/an)

(III.2.71)

Calculul pe baza relației anterioare se efectuează pentru momentele de timp pentru care:

 x

i ,min



x





1





x g



0

 

recuperator

m

'

(III.2.72)

e

e

Energia consumată pentru umidificare se determină pe baza consumului de apă necesar pentru umidificare estimat cu relațiile de mai sus, în funcție de configurația sistemului de climatizare:

Q h

= C h

W

(Wh/an)

(III.2.73)

unde:

C h

– coeficient de consum specific de energie electrică pentru umidificare, în funcție de tipul procesului de umidificare folosit (umidificare cu abur sau umidificare cu apă) (Wh/g). Valorile recomandate sunt date în Anexa II.2.J din Mc001-PII.

-

consumul de energie al instalației frigorifice,

-

consumul total de energie al sistemului de climatizare.

III.2.4.6.

Consumului de energie al instalației frigorifice

se determină pe baza necesarului de energie anual pentru răcire și dezumidificare (relația III.2.66) și a valorii medii a coeficientului de performanță al instalației frigorifice, COP. Astfel:

Q enIF



Q r

COP

(kWh)

(III.2.74)

III.2.4.7.

Consumul total de energie al sistemului de climatizare

Consumul total de energie, Q t , din sistem se calculează prin însumarea consumurilor evaluate anterior:

-

consumurile de energie electrică ale aparatelor auxiliare (pompe, ventilatoare),

-

consumul de energie pentru umidificarea aerului,

-

consumul de energie al instalației frigorifice.

Q t

= Q aux

+ Q h

+ Q enIF

(III.2.75)

III.2.5.

Durata anuală a sezonului de răcire

Durata sezonului de încălzire și de răcire

(număr de zile sau ore) se determină considerând momentul de început și de sfârșit al perioadei de încălzire/răcire atunci când necesarul de căldură

sau frig depășește 1 W/m 2 . Această durată va fi luată în considerare și pentru calculul energiei auxiliare consumată în sisteme.

Pentru metoda lunară de calcul, durata sezonului de răcire se determină prin numărarea zilelor pentru care energia necesară pentru răcire este mai mare ca zero.

O soluție simplă este de a reprezenta grafic variația temperaturii medii lunare (pe ordonată), pentru diferite luni ale perioadei calde și de tranziție (pe abscisă) – fig. III.2.3. Se calculează

„temperatura de echilibru”

θ

emz

care reprezintă valoarea temperaturii exterioare la care aporturile de căldură de la sursele interioare și exterioare (soare) sunt egale cu pierderile prin transfer (prin transmisie Q T

și aer de ventilare Q V ), calculate pentru temperatura interioară de calcul pentru climatizare.

Perioada

Apr Mai Iun Iul Aug Sept

cire

de ră

 e

med

 emz

luna

Fig III.2.3: Stabilirea grafică a perioadei anuale de răcire Se calculează temperatura exterioară medie zilnică



emz

care satisface relația:









 1

Q

surse ,

z

(III.2.76)

emz

i

H T

t z

în care :



i

– temperatura interioară de calcul pentru climatizare, Q surse,z

– energia de la soare și surse interioare, calculată pentru o zi medie din luna respectivă (de început sau sfârșit de sezon de răcire), H T

– coeficientul total de pierderi/aporturi de căldură al încăperii,



l

– factor de utilizare a pierderilor de căldură calculat pentru



= 1 (v.relația III.2.24), t z

– durata unei zile (86400 scunde).

Coeficientul total rezultă din suma coeficienților de pierderi/aporturi prin transmisie a pereților exteriori și prin aerul de ventilare (v. relațiile III.2.5 și III.2.8). Energia provenită de la sursele interioare se va stabili, conform § III.2.2.1.

Procedura de determinare a duratei sezonului de răcire, cu ajutorul figurii III.2.3, este următoarea:

Grafic, se intersectează curba temperaturii exterioare cu dreapta



emz

= const și se determină perioada de răcire care corespunde unei temperaturi



e

>



emz . Reprezentarea se face la scară, considerând că temperatura medie a fiecărei luni corespunde datei de 15 a lunii, pentru a citi pe abscisă numărul de zile din lunile în care se începe și se termină răcirea.

Durata sezonului de răcire poate fi redusă prin aplicarea unor tehnici care conduc la economii de energie pentru răcire (de exemplu, prin utilizarea ventilarii nocturne); în aceste situații este necesară evaluarea perioadelor de funcționare a eventualelor sisteme auxiliare, pastrând pentru calculul consumului de energie, doar perioada de timp în care funcționează sistemul de răcire de bază.

III.3.

INSTALAȚII DE APĂ CALDĂ DE CONSUM

Energia consumată de instalațiile de alimentare cu apă caldă de consum (furnizare, distribuție, stocare și generare) reprezintă consumul total de energie pentru furnizarea necesarului de apă (energia utilă netă) și acoperirea pierderilor din sistem.

Energia necesară acoperirii pierderilor cuprinde, pe de o parte, pierderile de căldură aferente sistemelor, cât și energiile auxiliare (electrice) necesare alimentării agregatelor de pompare și/sau servomecanismelor,

W ac,e ,

care se calculează separat (în cazul în care se apreciază că este necesară estimarea lor).

Pe perioada sezonului de încălzire sau în lunile în care necesarul de căldură pentru încălzirea spațiului este semnificativ ca valoare, o parte din pierderile de căldură aferente instalației de alimentare cu apă caldă de consum și o parte din energia auxiliară pentru fiecare din sistemele componente devin energii recuperabile, Q rhw .

III.3.1.

Consumul de energie pentru apa caldă de consum – formula generală

Pentru o perioadă determinată (an, lună, săptămână) consumul de energie pentru apa caldă Q acc , se calculează cu relația următoare:

Qacc



(Q

ac



Q

ac, c



Q

ac, d



Q

ac, s



Q

ac, g

)

[kWh]

(III.3.1)

în care:

Q ac

consumul de energie datorat furnizării/utilizării la consumator a apei calde [kWh];

Q ac,c

pierderea de căldură datorată furnizării/utilizării la consumator a apei calde la temperatură diferită de temperatura nominală de calcul [kWh]

Q ac,d

pierderea de căldură pe conductele de distribuție [kWh;

Q ac,s

pierderea de căldură corespunzătoare sistemelor de acumulare a apei calde de consum [kWh];

Q ac,g

pierderea de căldură aferentă echipamentului de preparare a apei calde de consum cât și pe circuitul de agent termic primar, atât pe perioada de funcționare a acestuia cât și pe perioada de nefuncționare [kWh].

Relația III.3.1 se adaptează în funcție de sistemul de preparare și furnizare a apei calde de consum. Spre exemplu:



în cazul preparării locale a apei calde de consum cu centrale termice de apartament, valoarea

Q ac,d

poate fi nesemnificativă și poate fi neglijată;



pentru evaluarea instalațiilor cu sisteme de recirculare,

Q ac,d

trebuie determinat distinct pe zone din instalație cu și fără recirculare;



în cazul prezenței sistemelor locale de încălzire și preparare a apei calde de consum (centrale murale), este dificilă separarea cantităților de energie necesare producerii

acc Q ac,g

și stocării acc

Q ac,s

, astfel că în final cei doi termeni

Q ac,s

și

Q ac,g

trebuie să fie exprimați cumulat.

Datele necesare stabilirii consumului anual de energie pentru instalațiile de alimentare cu apă caldă de consum se obțin în două moduri, după cum urmează:

-

utilizând date înregistrate pe durata funcționării anuale a instalației, date care permit determinarea unor valori medii globale (cazul clădirilor existente pentru care există date privind consumurile facturate de apă caldă de consum);

-

împărțind anul într-un număr de perioade de calcul (ex: luni, săptămâni), și determinând consumul total estimat prin calcul teoretic, însumând energiile corespunzătoare pentru fiecare perioadă (metodă utilizabilă pentru clădiri noi și pentru cele existente).

III.3.2.

Procedura generala de calcul pentru apa caldă de consum; scheme generale

Procedura generală de calcul este sintetizată după cum urmează:

1)

se stabilește numărul de persoane sau consumatori;

2)

în cazul ocupării clădirii cu intermitență, se definesc pentru perioada de calcul, intervalele de timp care sunt caracterizate de programul de furnizare apa calda (de exemplu zi, noapte, sfârșit de săptămână);

3)

se calculează consumul de energie pentru cantitatea de apă caldă consumată, Q ac

4)

se calculează consumul de energie pentru cantitatea de apă caldă pierdută , Q acc

5)

se calculează necesarul de energie pentru apa caldă ținând cont de pierderi pe rețeaua de distribuție, la stocare sau producerea apei calde.

În cele ce urmează sunt prezentate schemele generale și relațiile de calcul pentru clădiri sau apartamente racordate la surse centralizate (paragraf III.3.3 - figura III.3.1.a), respectiv clădiri sau apartamente cu preparare locală a acc (paragraf III.3.4 – figura III.3.1.b).

METODE ALTERNATIVE (Mc001-2006)

CARACTERISTICI GEOMETRICE (S INC , S u )

III.3.3.1.*

CONSUMUL ANUAL NORMAL DE CĂLDURĂ PENTRU PREPARAREA ACC

CONSUM DE CĂLDURĂ PENTRU INSTALAȚIA DE ACC (Q acc )

III.3.3.6.

CONSUM DE ENERGIE AUXILIARĂ

(W de )

III.3.3.5.

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN SISTEMUL DE DISTRIBUȚIE

(Q d )

III.3.3.4.

CONSUM DE CĂLDURĂ PENTRU APA PIERDUTĂ

(Q acc )

III.3.3.3.

CONSUM DE CĂLDURĂ PENTRU APA CONSUMATĂ

(Q ac )

III.3.3.2.

Figura III.3.1.a Schema de calcul a consumului de energie pentru apă caldă pentru clădiri/apartamente alimentate de la surse centralizate

(*indicațiile din casete se referă la paragrafe din lucrare)

CARACTERISTICI GEOMETRICE (S INC , S u )

III.3.4.1.*

CONSUM DE CĂLDURĂ PENTRU APA CONSUMATĂ

CONSUMUL ANUAL NORMAL DE CĂLDURĂ PENTRU PREPARAREA ACC

CONSUM DE ENERGIE PENTRU INSTALAȚIA DE ACC (Q acc )

III.3.4.7.

CONSUM DE CĂLDURĂ LA SURSĂ

(Q ac,g )

III.3.4.7.

CONSUM DE CĂLDURĂ LA STOCARE

(Q ac,s )

III.3.4.6.

(Q ac )

III.3.4.2.

CONSUM DE CĂLDURĂ PENTRU APA PIERDUTĂ

Qacc

III.3.4.3.

PIERDERI DE CĂLDURĂ PRIN SISTEMUL DE DISTRIBUȚIE (Q d )

III.3.4.4.

CONSUM DE ENERGIE AUXILIARĂ

(W de )

III.3.4.5.

METODE ALTERNATIVE (Mc001-2006)

Figura III.3.1.b Schema de calcul a consumului de energie pentru apă caldă pentru clădiri/apartamente cu preparare locală

(*indicațiile din casete se referă la paragrafe din lucrare)

III.3.3.

Procedura de calcul pentru clădiri alimentate de la surse urbane

III.3.3.1.

Caracteristici geometrice



Aria incălzită

: suma ariilor tuturor spatiilor încălzite direct si indirect sau in contact cu spatii încălzite (holuri, camere de depozitare, spatii de circulație comună);



Aria utilă

S u : suma ariilor tuturor camerelor de zi, dormitoare, holuri, bucătărie, baie etc. (nu se consideră suprafața balcoanelor și teraselor);



Suprafața locuibilă S LOC

: suma ariilor spațiilor locuite (dormitoare, livinguri, holuri locuite)

III.3.3.2.

Necesarul de energie pentru prepararea apei calde de consum (energia utilă netă,

Q hw

)

Necesarul de energie pentru prepararea apei calde de consum corespunde energiei necesare încălzirii apei calde cerută de consumator, la temperatura dorită.

Necesarul de apă caldă de consum se determină în funcție de numărul și de tipul consumatorilor, indiferent dacă în clădire/apartament există sau nu un sistem de contorizare al volumului de apă caldă de consum.

Formula generală de calcul al necesarului de căldură pentru prepararea apei calde de consum,

Q ac

, este dată de relația:

n

Q ac

=



i 

1

ρ

*

c

*

V ac

*

( θ ac

- θ ar

)

, [kWh]

(III.3.2)

în care:

ρ

densitatea apei calde de consum[kg/m 3 ] (tabel II.3.3 din Metodologia Mc001-PII.3);

c

căldura specifică a apei calde de consum [J/kg K] (tabel II.3.3 din Metodologia Mc001- PII.3);

V ac

volumul necesar de apă caldă de consum pe perioada considerată [m

3

];

θ ac

temperatura de preparare a apei calde, [ θ ac

=60

o

C];

θ ar

temperatura apei reci care intră în sistemul de preparare a apei calde de consum [

o

C]; i

1, n reprezintă indice de calcul pentru categoriile de consumatori.

Relația de calcul (III.3.2) poate fi aplicată diferitelor perioade de timp reprezentative pentru consum. De exemplu, acolo unde volumul de apă

V ac

reprezintă volumul anual de apă, atunci necesarul de căldură pentru prepararea apei calde are valoarea anuală.

Temperatura de preparare a apei calde de consum se diferențiază față de temperatura de utilizare a apei calde; pentru preparare, se adoptă temperaturi de 45-60

o C, iar pentru utilizare, temperaturile se încadrează în intervalul 35 și 60

o C, după cum urmează:

-

pentru igienă corporală, 35–40 o C;

-

pentru spălat / degresat, 50-60 o C.

Volumul de apă caldă de consum se determină cu următoarea relație de calcul:

V ac

= a N u

/ 1000

[ m

3

]

(III.3.3)

în care:

a

necesarul specific de apă caldă de consum, la 60

o C [m 3 ], pentru unitatea de utilizare/folosință, pe perioada considerată;

N u

numărul unităților de utilizare / folosință a apei calde de consum (persoană)

Valorile pentru

a

și

N u

depind de:

-

tipul și destinația clădirii;

-

tipul activității desfășurate în clădire;

-

tipul activităților, pe zone ale clădirii, atunci când în clădire există mai multe activități care diferențiază volumele de apă caldă consumate în clădire;

-

standardele sau clasa de activitate, ca de exemplu numărul de stele pentru hoteluri sau categoria restaurantelor.

Valorile lui a sunt prezentate în anexa II.3.A din Metodologia Mc001-PII.3.

Numărul de persoane

N

u

aferent

clădirilor de locuit

se determină ca valoare medie, în funcție de indicele mediu de ocupare a suprafeței locuibile a clădirilor, utilizând următoarea procedură de calcul:

-

se determină suprafața locuibilă S LOC

[m 2 ];

-

se apreciază indicele mediu de locuire, i Loc , în funcție de tipul clădirii (individuală, înșiruită sau bloc) și de amplasarea acesteia (județ și mediu – urban sau rural), Mc001-PII, Anexa II.3.C;

-

se determină numărul mediu normat de persoane aferent clădirii, utilizând următoarea relație de calcul;

N u



S LOC



i Loc

[persoane]

(III.3.4)

Pentru alte tipuri de clădiri valorile consumului de apă caldă sunt prezentate în anexa II.3.A din Metodologia Mc001-PII.3.

Numărul de persoane

N

u

aferent

clădirilor

terțiare

se consideră ca valoare obținută de la administratorul clădirii.

Temperatura de preparare a apei calde menajere este cuprinsă în intervalul 45-60

o C, în funcție de poziția echipamentului de preparare în raport cu punctele de consum. În scopul definirii unor date comparabile de calcul, se va folosi ca temperatură nominală de preparare a apei calde de consum, temperatura de 60

o C.

Temperatura apei reci se poate considera convențional egală cu 10

o C.

Pentru a ține seama de diferitele zone geografice se pot lua în considerare variații locale în funcție de categoria sursei, conform datelor din tabelul II.3.4 din Metodologia Mc001-PII.3.

III.3.3.3.

Necesarul de energie pentru pierderile de apă caldă de consum la punctele de consum

( Q ac,c )

Pentru

clădiri noi

volumul de apă caldă corespunzător pierderilor și risipei de apă caldă de consum pe perioada considerată se consideră zero.

Q ac,c

reprezintă pierderea de căldură datorată furnizării/utilizării la consumator a apei calde la temperatură diferită de temperatura nominală de calcul și se determină cu relația:

n

Q ac,c

=



i 

1

ρ

*

c

*

V ac,c

*

(θ ac,c

- θ ar

) , [kWh]

(III.3.5)

în care:

V ac,c

volumul corespunzător pierderilor și risipei de apă caldă de consum pe perioada considerată [m

3

];

θ ac,c

temperatura de furnizare/utilizare a apei calde la punctul de consum [

o

C].

Pentru

clădiri existente

la evaluarea termenului

V

ac,c

se ține seama de următoarele aspecte:

■

starea tehnică a echipamentelor de consum;

■

prezența rețelei de recirculare a apei calde de consum.

Dacă

există posibilitatea

vizitării subsolului aflat în stare uscată, pierderile de apă se estimează după starea tehnică a armăturilor din imobilul vizat, după cum urmează:



în cazul armăturilor într-o stare tehnică bună în proporție de 30%, atunci se estimează pierderi de maxim 5 l/om,zi x (n ac /24), unde n ac

reprezintă numărul zilnic de ore de livrare a apei calde de consum (valoare medie anuală);



în cazul armăturilor într-o stare tehnică precară (armături defecte) și în cazul în care se constată că subsolul blocului/scării expertizate este umed, atunci se consideră pierderi de maxim 30 l/om,zi x (n ac /24).

Aceste valori corespund unor coeficienți de pierderi și risipă de apă de 10-25% din volumul de apă normat.

Dacă

nu există posibilitatea

vizitării subsolului acesta fiind inundat, pierderile de apă caldă de consum se pot estima și cu ajutorul unor coeficienți de calcul, astfel încât volumul real de apă caldă necesară consumului este determinat de valoarea teoretică a volumului de apă caldă amendată de coeficienți supraunitari, care majorează valoarea teoretică, în funcție de timpul de așteptare pentru furnizarea, la punctele de consum (datorită lipsei sistemelor de recirculare a apei calde și datorită stării tehnice a armăturilor):

V

ac

 V

ac

,

c



V

ac



f

1



f

2

[m 3 ]

(III.3.6)

Se pot adopta următoarele valori pentru coeficienții f:

-

f 1

= 1, 30 pentru obiective alimentate în sistem centralizat , fără recirculare

-

f 1

= 1, 20 pentru obiective alimentate în sistem local centralizat

-

f 1

= 1, 10 pentru obiective alimentate în sistem local

-

f 2

= 1, 10 pentru instalații echipate cu baterii clasice

-

f 2

= 1, 05 pentru instalații echipate cu baterii monocomandă

în care:

f 1

depinde de tipul instalației la care este racordat punctul de consum,

f 2

depinde de starea tehnică a armăturilor la care are loc consumul de apă caldă.

III.3.3.4.

Pierderile de căldură prin sistemul de distribuție

(Q ac,d ) Se calculează cu relația:

Q d



 U i

i



( 

m





a

,

i

)



L

i



t

H

[kWh]

(III.3.7)

cu

U

valoarea coeficientului de transfer de căldură în W/mK

m



temperatura medie a agentului termic în

0 C

a



temperatura aerului exterior(ambianță) în

0 C

L

lungimea conductei

i

indicele corespunzător conductelor cu aceleași condiții la limită t H

numărul de ore în pasul de timp (h/pasul de timp)

Valoarea coeficientului U de transfer de căldură pentru conductele izolate, care ia în considerare atât transferul de căldură prin radiație cât și prin convecție este dat de relația:

U





(III.3.8)

(

1

2





D



ln

d

a

d i



1

)



a



d

a

în care:

d

i

,

d

a

–diametrele conductei fără izolație, respectiv diametrul exterior al conductei (m)

α a

- coeficientul global de transfer termic la exteriorul conductei (W/m²K)

 D

–coeficientul de conducție a izolației (W/mK)

Pentru conductele pozate subteran coeficientul de transfer U se calculează cu relația:

U





(III.3.9)

em

1 1

(

2



D



ln

D

d



1



ln

 E

4



z

)

D

unde z – adâncimea de pozare

 E

– coeficientul de conducție al solului (W/mK).

Pierderile de căldură ale unui sistem de conducte trebuie să ia în considerare nu numai pierderile aferente conductelor dar și pe cele ale elementelor conexe (robinete, armaturi, suporturi neizolate, etc.).

Luând în considerare lungimea conductelor din spatiile neîncălzite se pot calcula pierderile de căldură nerecuperabile.

În cazul în care conductele se află în spații încălzite, aceste pierderi se consideră recuperabile (Q d,recuperat,acc )intrând în calcul la bilanțul necesarului de căldură.

Pierderile de căldură prin conductele de recirculare pot fi evaluate în funcție de diametrul conductelor și de materialul din care sunt realizate acestea, cu ajutorul datelor precalculate, oferite tabelar sau grafic. Pentru calcule orientative/informative, se poate aproxima o pierdere de căldură pe conductele de recirculare de 40 W/m.

Dacă sistemul de recirculare a apei calde de consum nu funcționează continuu, atunci se vor înregistra pierderi de căldură suplimentare de la traseele de distribuție și circulație către mediul exterior, în perioadele de nefuncționare a pompelor.

c

 V



















N

Pierderile de căldură corespunzătoare se pot aprecia cu următoarea relație de calcul:

Q

ac , d

,

fara

_

c





ac

ac , d

m , ac , d

amb

n

[kWh]

(III.3.10)

în care:

V

ac,d

volumul de apă caldă de consum conținut în conductele de distribuție și circulație [m 3 ];

N n

perioada de nefuncționare a instalației de recirculare a apei calde, în ore.

Aceste pierderi de căldură suplimentare, aferente perioadei de nefuncționare a sistemului de circulație se adaugă pierderilor de căldură totale pe distribuție.

Pentru apartamente, pierderile de căldură nerecuperabile de pe rețelele de distribuție a apei calde de consum se repartizează proporțional cu suprafața încălzită.

III.3.3.5.

Consumul de energie auxiliară (W ac,e )

Consumul de energie electrică al pompelor poate fi determinat cu relația:

W ac

,

e





n

0



P

pompa

(III.3.11)

în care

W ac

,

e

n 0

P pompa

–

energia electrică necesară acționării pompei (de la hidrofor, de circulație etc)

[kWh/an]

–

numărul de ore de funcționare / an

[ore/an]

–

puterea pompei

[kW]

Pentru apartamente, consumul de energie auxiliară se repartizează proporțional cu suprafața încălzită.

III.3.3.6.

Consumul total de energie pentru instalația de preparare apă caldă de consum (Q

acc

)

Consumul total de energie pentru apa caldă se obține din însumarea termenilor prezentați în paragrafele anterioare, respectiv:

Q acc



(Q

ac



Q

ac,c



Q

ac,d

)

+ W ac,e

[kWh]

(III.3.12)

III.3.4.

Procedura de calcul pentru clădiri alimentate de la surse proprii

III.3.4.1.

Caracteristici geometrice

A se vedea paragraf III.3.3.1.

III.3.4.2.

Necesarul de energie pentru prepararea apei calde de consum (energia utilă netă,

Q ac

)

A se vedea paragraf III.3.3.2.

III.3.4.3.

Necesarul de energie pentru pierderile de apă caldă de consum

(Q ac,c ) A se vedea paragraf III.3.3.3.

III.3.4.4.

Pierderile de căldură prin sistemul de distribuție

(Q ac,d )

A se vedea paragraf III.3.3.4.

III.3.4.5.

Consumul de energie auxiliară (W

ac,e

)

A se vedea paragraf III.3.3.5.

III.3.4.6.

Consumul de energie pentru stocare (Q ac,s )

Pierderile de căldură ale unui recipient de preparare și acumulare a apei calde de consum sunt reprezentate în principal de pierderile de căldură prin mantaua recipientului. Aceste pierderi pot fi cuantificate pe perioada unui an.

k

Cantitatea anuală de căldură disipată prin mantaua boilerului amplasat în subsolul unei clădiri existente (într-un spațiu rece) se determină cu relația:

Q





0,001 

S

Lat

n



(







)

,

[kWh/an]

(III.3.13)

ac , s





h

k

acb

amb

1

0,10



m



iz

în care:

 m

 iz

Lat

S

- suprafața laterală a acumulatorului

[m 2 ]

 m

- grosimea peretelui acumulatorului (metal)

[m]

 m

 iz

-

conductivitatea termică a peretelui

[W/mK]

-

grosimea medie a izolației

[m]

 iz

- conductivitatea termică a izolației, în funcție de starea acesteia [W/mK]

h

n

- numărul mediu de ore de livrare a apei corespunzătoare pentru fiecare lună k din sezonul de

k

încăzire

[h/lună]

 acb

-

temperatura medie a apei în acumulatorul de apă caldă de consum, determinată cu relația:



acb



0,70

 

ac

0

,

(III.3.14)

unde



ac

0

reprezintă temperatura de preparare a apei calde de consum, în secțiunea de ieșire din

echipamentul de stocare; se consideră



ac

0



55



60

o

C

.

Pentru apartamente, pierderile de căldură aferente stocării apei calde de consum se repartizează proporțional cu suprafața încălzită.

III.3.4.7.

Pierderile de căldură aferente generatoarelor de preparare a apei calde de consum (Q

ac,g

)

Necesarul de apă caldă de consum este asigurat cu ajutorul unei surse de căldură, prin intermediul unui echipament generator de căldură. Acesta poate fi un cazan alimentat de un combustibil (solid, lichid, gazos), un echipament folosind energia electrică sau, ca variantă suplimentară, utilizând energia provenind de la o sursă neconvențională de energie (energie solară, de exemplu).

În cazul clădirilor cu mai multe instalații de preparare a apei calde de consum, performanța energetică corespunzătoare se calculează ținând seama de toate tipurile de instalații de preparare a apei calde existente în clădire (exemplu: cazul clădirilor de locuit cu apartamente cu preparare individuală de apă caldă; clădiri cu mai multe funcțiuni: de ex. apartamente + magazine la parter, magazine + birouri etc).

Dacă apa caldă de consum este preparată de mai multe echipamente, racordate fiecare la un alt tip de energie, atunci trebuie evaluată ponderea, în preparare, a fiecărui sistem. Contribuția fiecărui sistem pleacă de la premiza că apa caldă de consum poate fi furnizată de maxim trei tipuri de echipamente interconectate între ele; de exemplu, preincălzirea apei calde de consum poate fi realizată cu ajutorul energiei solare, cea de a doua treaptă de preparare este asigurată de un alt tip de echipament și în final, un al treilea echipament de preparare a apei calde în perioada vârfurilor de consum. Suma acestor ponderi nu trebuie să depășească valoarea 1.

Dacă într-o instalație se utilizează mai multe echipamente pentru generarea cantității de căldură aferente necesarului pentru apa caldă de consum, se calculează contribuția proporțională a fiecărui echipament,

 Tac , g

; în final, energia termică necesară totală se calculează cu formula:

i

Q

g





 Tac ,

g

, i



Q

i

1

(III.3.15)

Pentru situațiile în care apa caldă de consum este direct preparată de cazane, se utilizează relațiile de calcul prezentate la paragraful III.1.4.16 al Breviarului de calcul.

Pentru apartamente, pierderile de căldură aferente generării apei calde de consum se repartizează proporțional cu suprafața încălzită.

III.3.4.8.

Consumul total de energie pentru instalația de preparare a apei calde de consum (Q acc )

Consumul total de energie al instalației de apă caldă de consum se obține din însumarea termenilor prezentați în paragrafele anterioare, respectiv:

Q acc



(Q

ac



Q

ac,c



Q

ac,d



Q

ac,s



Q ac,g

)



W ac,e

[kWh]

(III.3.16)

III.4.

INSTALAȚII DE ILUMINAT

Pentru clădirile de locuit , se va opta pentru stabilirea unui consum mediu de energie electrică‚ în funcție de tipul apartamentului, conform tabel 4 din anexa II.4.A1 din Metodologia Mc001-PII.4.

Metoda de determinare a consumului de energie electrică pentru

clădiri terțiare

presupune calcule estimative și constă în aplicarea următoarelor relații de calcul:

W ilum

unde:



6

A



t

u



P

n

1000

 kWh

/

an 

(III.4.1.)

t u



 t D



F D



F O





 t

N



F O



(III.4.2.)

iar

P

n

t

D

-

puterea instalată

-

timpul de utilizare a iluminatului artificial pe timp de zi în funcție de tipul clădirii (anexa

II.4.A1 din Metodologia Mc001-PII.4)

t N

- timpul de utilizare a iluminatului artificial pe timp de seară/noapte (când nu este utilizată

lumina naturală) (anexa II.4.A1 din Metodologia Mc001-PII.4)

F D

- factorul de dependență de lumina de zi (anexa II.4.A1 din Metodologia Mc001-PII.4) care

depinde de sistemul de control al iluminatului din clădire și de tipul de clădire.

F O

- factorul de dependență de durata de utilizare (anexa II.4.A1 din Metodologia Mc001-PII.4)

A - aria totală a pardoselii folosite din clădire [m 2 ].

Numărul 6 din relația de calcul reprezintă

1 kWh

/

m

2

/

an

(consumul de energie estimat pentru

încărcarea bateriilor corpurilor de iluminat de siguranță) la care se adaugă

5 kWh

/

m

2

/

an

(consumul de energie electrică pentru sistemul de control al iluminatului). Acest termen nu se aplică pentru clădirile de locuit și pentru clădiri unde nu există un control al iluminatului.

În cazul în care nu se cunoaște puterea instalată se pot folosi valorile din anexa II.4.B1 din Metodologia Mc001-PII.4.

III.5.

CALCULUL ENERGIEI PRIMARE

Pentru o perioadă determinată de timp (an, lună, săptămână), energia consumată de o clădire/apartament prin utilizarea unei anumite energii de tip

Q

f , i

, este dată de relația următoare:

Q f,i



Q

fhi



Q

fvi



Q

fci



Q

fwi



Q

fLi

[kWh/an]

(III.5.1)

unde termenii reprezintă energia consumată pentru încălzire Q fhi , ventilare Q fvi , răcire Q fci , preparare apă caldă de consum Q fwi

și iluminat Q fLi , calculată conform prezentei metodologii.

Energia primară se calculează, pe același interval de timp, pornind de la valoarea energiei consumată, astfel:

E p

= Σ (Q f,i

f

p,i

+ ΣW h

f p,i ) – Σ(Q ex,i

f

pex,i )

[kWh/an]

(III.5.2)

în care:

Q f,i

consumul de energie utilizând energia i, (kWh/an);

W h

consumul auxiliar de energie pentru pentru asigurarea utilităților, (kWh/an);

f p,i

factorul de conversie în energie primară, având valori tabelate pentru fiecare tip de energie utilizată (termică, electrică, etc), conform tabel I.1.12 din Metodologia Mc001-PI.1;

Q ex,i

pierderile de energie la nivelul sursei aferente energiei termice exportate, (kWh/an);

f pex,i

factorul de conversie în energie primară, care poate avea valori identice cu f

p,i

.

Consumul de energie primară poate fi mai mic sau mai mare decât consumul final de energie după cum sunt sau nu utilizate surse regenerabile de energie.

III.6.

CALCULUL EMISIILOR DE CO 2

Emisia de CO 2

se calculează similar cu energia primară utilizând un factor de transformare corespunzător:

E CO2

= Σ (Q f,i

x f

CO2,i + ΣW h ·x f

CO2,i ) – Σ(Q ex,i

x f

CO2ex,i )

[kg/an]

(III.6.1)

unde

f

CO2 , reprezintă factorul de emisie stabilit conform tabelelor I.1.13 și I.1.14 din Metodologia Mc001-PI.1.

IV.

SCHEME GENERALE DE APLICARE A METODOLOGIEI Mc001 ÎN VEDEREA ELABORĂRII

CERTIFICATULUI

DE

PERFORMANȚĂ

ENERGETICĂ

PENTRU CLĂDIRILE

NOI

ȘI

EXISTENTE;

AUDITAREA

ENERGETICĂ

A

CLĂDIRILOR EXISTENTE

În acest capitol se descriu succint, pe baza unor scheme întocmite în conformitate cu partea a III- a a Metodologiei Mc001, etapele care urmează după efectuarea analizei energetice

a clădirii/apartamentului și instalațiilor aferente.

IV.1.

CERTIFICATUL ENERGETIC AL CLĂDIRILOR/APARTAMENTELOR

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

1.

Determinarea consumurilor anuale specifice ale clădirii/apartamentului certificate reale,

pentru fiecare tip de instalație în parte

(

q ( C )

,

q ( C )

,

q ( C )

,

q ( C )

si q ( C )

), unde

Q ( C )

înc

acc

c

lim

vm

il

q ( C

)



j

[kWh/m 2 ,an] (j=înc, acc, clim, vm sau il)

j

S

inc

2.

Definirea clădirii de referință asociată clădirii reale și evaluarea performanței energetice a

înc

acesteia

(

q ( R )

,

( R )

q

,

acc

( R )

q

,

c

lim

q ( R )

si

( R )

q

il

), unde

( R )

q

j

Q ( R )



j

S inc

[kWh/m 2 ,an]

vm

3.

În cazul apartamentelor nu se definește clădirea de referință;

4.

Încadrarea în clasele de performanță și de mediu folosind referențialele energetice adecvate categoriei de clădire (locuință individuală, bloc de apartamente, clădire de birouri, spital, centru comercial, hotel, clădire de învățământ etc.);

5.

Notarea energetică a clădirilor reală și de referință folosind formula III.4.1 din Mc001, adică



N





 exp 



B 1



q T



p o



B 2

 ,

pentru

 q T



p o



 q Tm

kWh/m 2 an

2

;

 

100,

pentru

 q T



p o



 q Tm

kWh/m an

6.

Completarea certificatului de performanță energetică al clădirii (CPE);

7.

Completarea anexelor la certificatul de performanță energetică al clădirii (anexa la CPE

ș.a.).

Aceste etape sunt descrise de către schema de certificare energetică din figura IV.1. Notele de calcul privind consumurile anuale și specifice de energie împreună cu calculul notelor energetice pentru clădirea reală și cea de referință se înscriu în Raportul de Analiză și Certificare Energetică a clădirii.

Notă: La momentul finalizării Breviarului de calcul nu existau referențiale energetice (grile de eficiență) decât pentru clădiri rezidențiale (bloc de locuințe sau case individuale) . Până la apariția celorlalte tipuri de grile energetice pentru toate categoriile de clădiri aflate sub incidența legii 372/2005, se vor utiliza referențialele energetice existente.

q (R)

inc

q (R)

q (R)

acm

clim

q (R)

vm

q (R)

il

q (R)

T

q (C)

inc

q (C)

q (C)

acm

clim

q (C)

vm

q (C)

il

q (C)

T

Valorile coeficientilor de penalizare p i ,

respectiv ale B 1

si B 2

Determinarea notei energetice pentru cladirea reala N C

Alegerea referentialelor adecvate categoriei cladirii reale

Incadrarea in clasele de eficienta energetica pentru cladirea reala

Completarea CPE si a anexelor aferente

Analiza energetica a cladirii reale

Determinarea notei energetice pentru cladirea de referinta N R

Caracteristicile geometrice si termice ale anvelopei

Incadrarea in clasele de eficienta energetica pentru cladirea de referinta

Definirea cladirii de referinta

Alegerea referentialelor adecvate categoriei cladirii de referinta

74

Figura IV.1 Schema de întocmire a certificatului de performanță energetică

IV.2.

AUDITUL ENERGETIC AL CLĂDIRILOR EXISTENTE ȘI ANALIZA ECONOMICĂ A SOLUȚIILOR PROPUSE

În cadrul etapei de audit energetic propriu-zis se urmărește identificarea soluțiilor și pachetelor de soluții cele mai potrivite din punct de vedere tehnic și economic pentru reabilitarea și modernizarea energetică a clădirii și instalațiilor aferente acesteia. Soluțiile de reabilitare care vor fi propuse de către auditorii energetici au la bază caracteristicile termotehnice și energetice ale construcției și instalațiilor aferente, obținute prin analiza energetică realizată în conformitate cu părțile I și II ale Metodologiei Mc001.

Audit energetic pentru stabilirea soluțiilor de reabilitare ale unui obiectiv se face prin parcurgerea următoarelor etape, descrise în detaliu în partea a III-a (capitolul III.2) a Metodologiei Mc001:

1.

analiza energetică pentru determinarea nivelului de protecție termică a clădirii și a eficienței energetice a instalațiilor și pentru depistarea stării actuale a acestora, comparativ cu soluția de proiect;

2.

enunțarea concluziilor asupra evaluării energetice prin sintetizarea informațiilor obținute, interpretarea acestora și indicarea deficiențelor privind pe de o parte protecția termică a construcției iar pe de altă parte gradul de utilizare a energiei la nivelul instalațiilor analizate;

3.

enunțarea soluțiilor și pachetelor de soluții tehnice pentru creșterea performanței energetice a construcției și instalațiilor aferente, inclusiv analiza tehnică prin determinarea influențelor intervențiilor asupra performanței energetice a clădirii prin recalcularea (conform părților I și a II-a ale Metodologiei Mc001) noilor consumuri energetice anuale specifice și globale pentru fiecare tip de instalație în parte;

4.

analiza economică a soluțiilor și pachetelor tehnice de reabilitare energetică prin calcularea indicatorilor de eficiență economică;

5.

elaborarea raportului de audit energetic, inclusiv ierarhizarea soluțiilor/pachetelor de soluții de reabilitare din punct de vedere tehnic și economic precum și recomandările expertului auditor.

Schema generală asociată etapei de audit energetic propriu-zis este prezentată în figura IV.2. Definițiile mărimilor care intervin în schemă sunt cuprinse în capitolul III.2.1 iar semnificația notațiilor este dată în tabelele I.1 și I.2 ale aceluiași capitol din Metodologia Mc001-PIII.

Analiza economică

a măsurilor de reabilitare/modernizare energetică a unei clădiri existente se realizează prin evaluarea următorilor indicatorilor economici ai investiției:

■

valoarea netă actualizată aferentă investiției suplimentare datorată aplicării unui proiect de reabilitare/modernizare energetică și economiei de energie rezultată prin aplicarea proiectului menționat,

 VNA m

[Euro];

■

durata de recuperare a investiției suplimentare pentru aplicarea unui proiect de reabilitare/modernizare energetică, N R

[ani], reprezentând timpul scurs din momentul realizării investiției în modernizarea energetică a unei clădiri și momentul în care valoarea acesteia este egalată de valoarea economiilor realizate prin implementarea măsurilor de modernizare energetică, adusă la momentul inițial al investiției;

■

costul unității de energie economisită, e [Euro/kWh], reprezentând raportul dintre valoarea investiției suplimentare pentru aplicarea măsurii/pachetului de măsuri de reabilitare energetică și economiile de energie realizate prin implementarea acestuia pe durata de recuperare a investiției;

■

rata lunară de rambursare a creditului,

r

c

[Euro/lună], indicator utilizat în situația creditării într-o proporție 1-a c

a investiției în reabilitarea energetică (a c

fiind avansul procentual din suma totală C (m)

necesară pentru realizarea reabilitării energetice).

Analiza energetica a cladirii si instalatiilor aferente (p. I si II din Mc001)

Nivelul actual de protectie

Eficienta energetica a

termica a cladirii (R,G)

instalatiilor, consumuri de

energie globale anuale

Enuntarea concluziilor privind starea actuala a constructiei si instalatiilor aferente

Enuntarea solutiilor si pachetelor de solutii de reabilitare

Analiza tehnica: determinarea noilor

Costuri investitie, costuri

consumuri de energie pentru fiecare

anuale de exploatare Cek, ck, I,

solutie/pachet de solutii de reabilitare

k, Ns, Nc, ac

(p. I si II din Mc001

Analiza economica (conf. fig. IV.3)

Selectarea si ierarhizarea masurilor eficiente economic

Elaborarea raportului de audit energetic, inclusiv recomandarile expertului auditor

Figura IV.2 Schema generală de audit energetic

În funcție de valorile indicatorilor economici menționați mai sus, auditorul energetic va selecta acele măsuri de reabilitare caracterizate prin:

■

valoare netă actualizată, ∆VNA (m) , cu valori negative pentru durata de viață estimată pentru măsura/pachetul de măsuri de modernizare energetică analizate;

■

durată de recuperare a investiției, N R , cât mai mică și nu mai mare decât o perioadă de referință, impusă din considerente economico-financiare de către creditor/investitor sau tehnice (durată de viață estimată N S

a soluției de modernizare energetică);

■

costul unității de energie economisită, e, cât mai mic și nu mai mare decât proiecția la momentul investiției a costului actualizat al unității de energie c k

[Euro/kWh];

■

rată

lunară

r c

de

rambursare

a

creditului

necesar

pentru

punerea

în

operă

a măsurii/pachetului de măsuri de reabilitare analizate, mai mică decât cca. 33% din veniturile medii lunare (VML) ale beneficiarului creditat.

În figura IV.3 este detaliată procedura de determinare a indicatorilor economici și de selectare a măsurilor și pachetelor de măsuri de reabilitare eficiente din punct de vedere economic. Schema logică se va aplica pentru fiecare măsură sau pachet de măsuri de reabilitare în parte.

Notă: Coeficientul m subunitar reprezintă gradul admisibil de îndatorare a beneficiarului sau frontiera de admisibilitate a pachetului de măsuri de modernizare energetică; depinde de capacitatea de rambursare în termenul stabilit a creditului bancar angajat de beneficiarul lucrărilor de reabilitare.

Ierarhizarea din punct de vedere tehnic a măsurilor/pachetelor de măsuri de reabilitare energetică se va face în ordinea crescătoare a consumurilor anuale globale de energie, respectiv în ordine descrescătoare a duratei de viață estimată N S ). Cele mai bune soluții/pachete vor fi cele caracterizate de valori minime ale consumurilor, respectiv valori maxime ale duratei estimate de viață.

Din punct de vedere economic, cele mai bune soluții sau pachete de soluții analizate vor fi acelea pentru care ∆VNA (m) , N R , e și eventual r c

prezintă valorile cele mai mici.

Costuri investitie C (m) , costuri anuale de exploatare C ek

si c k , i, k, N S , N C , a C

Analiza tehnica: determinarea noilor

consumuri de energie pentru fiecare solutie/pachet de solutii de reabilitare (P I si II din Mc001)

Enuntarea solutiilor si

pachetelor de solutii de reabilitare

Costuri anuale de exploatare (energii consumate) pentru cladirea reabilitata (cazul fiecarei solutii sau pachet de solutii de reabilitare)

 E

k

 C

Ek

 C

E

NU

a c =1

DA

 VNA<0 pe N S

ani

NU

(cu credit)

(fara credit)

DA

a c xC (m) +C (m2) <  C E xX

NU

DA

N R <N S

NU

DA

r c <m x VML

NU

DA

e<e(a)

NU

DA

N R <N S

DA

NU

SOLUTIE/PACHET EFICIENT ECONOMIC

Masura/pachet ineficient economic

N R =f(  VNA=0)

Calcularea

e, e(m), e(a)

Calculare r c

N R =f(  VNA=0)

Masura/pachet ineficient economic

Calcularea

C (m2)

si C (mc)

Masura/pachet ineficient economic

Calcularea



VNA

pentru fiecare masura/pachet de masuri de reabilitare

PROCEDURA DETERMINARE INDICATORI ECONOMICI SI SELECTARE MASURI/PACHETE DE MASURI DE REABILITARE

Figura IV.3 Procedura de determinare a indicatorilor economici și de selectare a măsurilor/pachetelor de măsuri de reabilitare eficiente economic

V.

CONCLUZII

Această reglementare stabilește o procedură simplificată de aplicare a Metodologiei de calcul Mc001, indiferent de tipul clădirii și instalațiilor aferente: clădiri existente sau noi, clădiri rezidențiale (clădiri de locuit individuale, apartamente, case unifamiliale, cuplate sau înșiruite, tip duplex, blocuri de locuit cu mai multe apartamente) sau nerezidențiale (birouri, creșe, grădinițe, cămine, internate, clădiri de învățământ, spitale, policlinici, hoteluri și restaurante, săli de sport, clădiri pentru servicii de comerț, clădiri industriale cu regim normal de exploatare ș.a.).

În BREVIARUL DE CALCUL se prezintă succint, sub forma unor scheme graduale, etapele de determinare simplificată a consumurilor energetice ale unui obiectiv ținând cont de pierderile de energie la nivelul consumatorilor, la nivelul distribuției, a echipamentelor de stocare (dacă există) și la nivelul echipamentelor de generare a energiei.

Schemele generale concepute pentru fiecare situație de calcul detaliată în Metodologia Mc001 pot fi utilizate atât la etapa de analiză energetică a clădirii și instalațiilor aferente, cât și pentru certificarea energetică, respectiv etapa de propuneri de măsuri de reabilitare pentru cazul clădirilor existente.

VI.

EXEMPLU DE CALCUL

PRIVIND APLICAREA BREVIARULUI DE CALCUL PENTRU STABILIREA PERFORMANȚELOR ENERGETICE ALE

UNUI BLOC DE LOCUINȚE

1.

Obiectul lucrării

Exemplul de calcul privind evaluarea termo-energetică pentru o clădire din Bucuresti de tip bloc de locuinte, având S+P+3 niveluri, este efectuat pe baza datelor și observațiilor obtinute în urma analizei in situ a clădirii și instalațiilor de încălzire, preparare a apei calde de consum și iluminat. Evaluarea s-a realizat de asemenea pe baza documentatiei tehnice.

Etapele de calcul urmeaza structura indicata in Breviarul de calcul.

Rezultatele obținute pe baza evaluarii energetice a clădirii și instalațiilor de încălzire, preparare a apei calde de consum și iluminat aferente acesteia servesc la

Certificarea energetică

a clădirii, precum și la intocmirea

Raportului de audit energetic

care cuprinde soluțiile tehnice de reabilitare/modernizare a elementelor de construcție si a instalațiilor aferente.

2.

Analiza energetică a clădirii

2.1.

Caracteristici geometrice si de alcătuire a clădirii

2.1.1.

Descrierea arhitecturală a clădirii

Clădirea evaluată este de tip bloc de locuințe fiind situată în Bucuresti și administrată de Asociația de Proprietari.

Construcția a fost executată în anul 1985 și a fost proiectată de Institutul de Proiectare, Bucuresti.

Clădirea, de formă paralelipipedică, se compune din 2 tronsoane, fiecare având regim de înălțime S+P+3. Dimensiunile in plan ale cladirii sunt 34.90 m x 13.00 m cu o suprafata totala construita de 1814.88 m 2 .

Blocul are 24 apartamente, câte 3 apartamente pe fiecare etaj, respectiv cate 12 apartamente pe fiecare scară.

Fiecare tronson de cladire are o scară interioară comună, cu o singură rampă și podest de nivel și nu este prevăzută cu ascensor.

Soluția arhitecturală existentă pentru o scară grupează următoarele funcțiuni pe nivel:



subsol: subsol tehnic



parter: apartamente si uscatorie



etaj 1…3: apartamente de 2 si 3 camere

Înălțimile de nivel sunt:



subsol: 2.65 m



parter: 2. 65 m



etajele 1..3: 2.65 m

Clădirea este alcătuită din două tipuri de tronsoane, numite în proiect scara A și B, fiecare din ele regăsindu-se în poziția de tronson de capăt.

Accesul principal în clădire are loc pe fațada SE, fațada NE fiind prevăzută cu o cale de acces secundară.

Accesul în subsol se face printr-o rampă amplasată în casa scării. Subsolul este destinat boxelor si adapostirii conductelor de distributie a apei reci, apei calde de consum si a agentului termic pentru incalzire. Planseul peste subsol este alcatuit dintr-o placa de beton neizolata, avand un strat de sapa de egalizare si un finisaj interior de tip pardoseala caldă sau rece.

Terasa clădirii prezinta degradari si neetanseitati.

2.1.2.

Descrierea alcătuirii elementelor de construcție si structurii de rezistență

Peretii exteriori care alcatuiesc anvelopa cladirii sunt alcatuiti astfel:



tencuieli de cca. 2 cm grosime la interior;



zidarie din blocuri de B.C.A. avand grosimea de 35 cm;



tencuieli de cca. 2 cm grosime la exterior;

Peretii interiori sunt din zidarie de blocuri din B.C.A., iar cei in contact direct cu casa scarii sunt din beton armat.

Tâmplăria exterioară a apartamentelor din clădire este parțial cu rama din lemn de rășinoase, de tip cuplată, cu 2 foi de geam simplu, prezentand elemente de degradare și parțial din tâmplărie cu rama din PVC cu geamuri termoizolante duble montata de catre locatari in ultimii ani.

Usa de intrare in cladire si usa de serviciu sunt metalice, neetanse, prezentand rosturi mari. Usa de intrare in cladire nu este prevazuta cu sistem automat de inchidere.

Structura de rezistență a blocului deasupra cotei 0,00 este alcătuită astfel:



elemente verticale din beton armat monolit – stalpi de rezistență;



elemente orizontale – planșee prefabricate din beton armat și grinzi realizate atât prefabricat cat și monolit; scările sunt prefabricate.

Infrastructura este realizată după cum urmează:



pereți structurali din beton armat atât pe linia elementelor structurale ale suprastructurii cat și suplimentari față de aceștia;



planșeu peste subsol realizat din beton armat turnat monolit;



fundații continue de tip talpă și cuzinet din beton armat.

2.1.3.

Descrierea tipurilor de instalații interioare și alcătuirea acestora (încălzire, ventilare/climatizare, apă caldă menajeră, iluminat)

Încălzirea blocului analizat este asigurată prin alimentarea cu agent termic de la un punct termic învecinat. Conductele subtraversează carosabilul și o zonă verde până la PT, printr-un canal termic care se deschide în subsolul clădirii expertizate. Ca urmare a uzurii avansate a conductelor de încălzire și apă caldă și a armăturilor cu care acestea sunt echipate, se constată pierderi mari de căldură și umiditate atât pe canalul termic cât și în subsolul blocului.

Corpurile de incalzire din apartamente sunt in marea lor majoritate cele inițiale din fonta. Casa scării nu este încălzită în mod direct.

Distribuția agentului termic se realizează prin sistem bitubular cu distribuție inferioară și coloane verticale care străbat planșeele. Coloanele sunt aparente și sunt racordate la partea superioară a clădirii la vasul de aerisire. În subsolul tehnic al clădirii conductele formează o rețea de distribuție ramificată.

Instalația de alimentare cu apă caldă de consum urmează același traseu la subsol, ca și instalația de alimentare cu căldură și se ramifică pe verticală în coloane care alimentează bucătăriile și băile din apartamente. Se constată degradarea și lipsa pe arii extinse a termoizolației aferente conductelor de alimentare cu apă caldă de consum.

Cladirea este alimentată cu apă rece de la rețeaua orășenească. În blocul de locuinte sunt montate 112 puncte de consum apă rece și 80 de puncte de consum apă caldă.

Condițiile convenționale de calcul sunt fixate de valorile: θ T =80°C, θ R =60°C, θ i =20°C, θ e =-15°C.

Sistemul de iluminat este echipat preponderent cu becuri incandescente atât în apartamente cât și în spațiile comune.

2.1.4.

Regimul de ocupare al clădirii

Regimul de ocupare al clădirii este de 24 de ore pe zi, iar alimentarea cu căldură se consideră în regim continuu. Clădirea nu este echipată cu sisteme de ventilare mecanică, răcire sau condiționarea aerului.

2.1.5.

Anvelopa clădirii și volumul încălzit al clădirii

Anvelopa clădirii reprezintă totalitatea elementelor de construcție care închid volumul încălzit, direct sau indirect.

2.2.

Caracteristici termice

2.2.1.

Calculul rezistențelor termice unidirecționale

i

a



R



R







j

j j



R



1



e

i





j



1



a

j



j

 e

m

2

K

[

]

W

Tabel 2.2.1.1 PERETE EXTERIOR

Nr.crt

Material

δ

λ

a

λ’

R

[-]

[-]

[m]

[W/mK]

[-]

[W/mK]

[m 2 K/W]

1

Tencuiala din mortar de var

0,02

0.7

1.05

0.74

0.03

2

Zidarie din blocuri B.C.A.

0,35

0.22

1.15

0.25

1.38

3

Tencuiala din mortar var - ciment

0,02

0.87

1.15

1.00

0.02

TOTAL

1.43

R 0 =1/α i +R+1/α e

1.60

α i : coeficient de transfer termic superficial interior

8

[W/m 2 K] α e : coeficient de transfer termic superficial exterior

24

[W/m 2 K] a: coeficient de majorare a conductivitatii termice in functie de starea si vechimea materialelor, cf. tab. 5.3.2, Mc001 - PI

λ: conductivitatea termică de calcul

λ’: conductivitatea termică corectată de calcul

Tabel 2.2.1.2: PERETI ADIACENTI CASEI SCARII (BETON ARMAT)

Nr.crt

Material

δ

λ

a

λ’

R

[-]

[-]

[m]

[W/mK]

[-]

[W/mK]

[m 2 K/W]

1

Tencuiala din mortar de var

0,02

0.7

1.05

0.74

0.03

2

Beton armat

0,15

2.03

1.05

2.13

0.07

3

Tencuiala din mortar var - ciment

0,02

0.87

1.05

0.91

0.02

TOTAL

0.12

R 0 =1/α i +R+1/α e

0.33

α i : coeficient de transfer termic superficial interior

8

[W/m 2 K] α e : coeficient de transfer termic superficial exterior

12

[W/m 2 K] a: coeficient de majorare a conductivității termice in funcție de starea si vechimea materialelor, cf. tab. 5.3.2, Mc001 - PI

λ: conductivitatea termica de calcul

λ’: conductivitatea termica corectata de calcul

Tabel 2.2.1.3: TAMPLARIE EXTERIOARA

Material

R

[-]

[m 2 K/W]

Tamplarie termoizolanta

0.55

Tamplarie din lemn cuplata

0.39

Tamplarie din metal simpla

0.17

Tabel 2.2.1.4: PLANSEU PESTE SUBSOL – PARDOSEALA RECE

Nr.crt

Material

δ

λ

a

λ’

R

[-]

[-]

[m]

[W/mK]

[-]

[W/mK]

[m 2 K/W]

1

Beton armat

0,15

2.03

1.15

2.33

0.06

2

Izolatie termica

0,02

0.042

1.15

0.05

0.41

3

Sapa autonivelanta

0,025

0.46

1.05

0.48

0.05

4

Gresie si cuartite

0,015

2.03

1.05

2.13

0.01

TOTAL

0.54

R 0 =1/α i +R+1/α e

0.79

α i : coeficient de transfer termic superficial interior

6

[W/m 2 K] α e : coeficient de transfer termic superficial exterior

12

[W/m 2 K] a: coeficient de majorare a conductivitatii termice in functie de starea si vechimea materialelor, cf. tab. 5.3.2,Mc001 - PI

λ: conductivitatea termica de calcul

λ’: conductivitatea termica corectata de calcul

Tabel 2.2.1.5: PLANSEU PESTE SUBSOL – PARDOSEALA CALDA

Nr.crt

Material

δ

λ

a

λ’

R

[-]

[-]

[m]

[W/mK]

[-]

[W/mK]

[m 2 K/W]

1

Beton armat

0,15

2.03

1.15

2.33

0.06

2

Izolatie termica

0,02

0.04

1.15

0.05

0.41

3

Sapa autonivelanta

0,025

0.46

1.05

0.48

0.05

4

Covor PVC cu suport textil

0,015

0.29

1.05

0.30

0.05

TOTAL

0.58

R 0 =1/α i +R+1/α e

0.83

α i : coeficient de transfer termic superficial interior

6

[W/m 2 K]

α e : coeficient de transfer termic superficial exterior

12

[W/m 2 K]

a: coeficient de majorare a conductivitatii termice in functie de starea si vechimea materialelor, cf. tab. 5.3.2, Mc001 - PI

λ: conductivitatea termica de calcul

λ’: conductivitatea termica corectata de calcul

Tabel 2.2.1.6: PLANSEU PESTE ULTIMUL NIVEL (TERASA CIRCULABILA)

Nr.crt

Material

δ

λ

a

λ’

R

[-]

[-]

[m]

[W/mK]

[-]

[W/mK]

[m 2 K/W]

1

Tencuiala din mortar de var

0,02

0.7

1.05

0.74

0.03

2

Beton armat

0,15

2.03

1.05

2.13

0.07

3

Beton de panta

0,15

0.93

1.05

0.98

0.15

4

BCA

0,20

0.22

1.05

0.23

0.87

5

Mortar de ciment

0,0125

0.87

1.15

1.00

0.01

6

Hidroizolatie bitum

0,015

0.17

1.15

0.20

0.08

7

Nisip

0,02

0.70

1.05

0.74

0.05

8

Dale din beton

0,02

1.62

1.05

1.70

0.01

TOTAL

1.27

R 0 =1/α i +R+1/α e

1.44

α i : coeficient de transfer termic superficial interior

8

[W/m 2 K] α e : coeficient de transfer termic superficial exterior

24

[W/m 2 K] a: coeficient de majorare a conductivitatii termice in functie de starea si vechimea materialelor, cf. tab. 5.3.2, Mc001 - PI

λ: conductivitatea termica de calcul

λ’: conductivitatea termica corectata de calcul

2.2.2.

Calculul rezistențelor termice corectate

R

1

1



R





( 



l )







A







m 2

K







R’ = r  R =

 

W

 

Tabel 2.2.2.1: COEFICIENTI SPECIFICI LINIARI DE TRANSFER TERMIC

Elementul

de constructie

Detaliu

Tabel C107/3

Ψ

[W/mK]

l [m]

Ψxl [W/K]

Perete exterior

1.Intersectie pereti cu stalpisor

1

0.1

763.2

76.32

2.Intersectie pereti fara stalpisor

1

-0.04

318

-12.72

3.Colt pereti cu stalpisor

3

0.16

360.4

57.66

4.Colt pereti fara stalpisor

3

0.09

127.2

11.45

5. Grinda B.A. (consola sus) 1

24

0.14

559.36

78.31

6. Grinda B.A. (consola sus) 2

24

0.04

559.36

22.37

7. Soclu subsol

42

0.05

139.84

6.99

8. Tamplarie cuplata (fara urechi)

61

0.12

316

37.92

9. Buiandrug tamplarie cuplata

62

0.12

198.6

23.83

10.Solbanc tamplarie cuplata

53

0.12

198.6

23.83

Total

325.97

Placa peste subsol

11. Perete interior pe placa peste subsol

46

0.09

173.00

15.57

12. Soclu subsol

42

0.30

139.84

41.95

Total

57.52

Placa peste ultimul etaj

13. Atic terasa 1

31

0.32

139.84

44.75

14. Atic terasa 2

31

0.22

139.84

30.76

Total

75.51





= transmitanta termica liniară a punții termice liniare;



l = lungimea punților termice liniare de același fel;

Tabel 2.2.2.2: REZISTENTE TERMICE CORECTATE

Elementul de constructie

A

R

Σ(ψxl) [Σ(ψxl)]/A

1/R'

R'

r

[m 2 ]

[m 2 K/W] [W/K]

[W/m 2 K]

[W/m 2 K] [m 2 K/W]

[-]

Perete exterior

1362.51

1.60

325.97

0.24

0.87

1.16

0.72

Planșeu peste subsol

453.72

0.83

57.52

0.13

1.34

0.75

0.91

Planșeu peste ultimul etaj

453.72

1.42

75.51

0.17

0.87

1.15

0.81



A

= aria elementelor anvelopei;



R = rezistența termică specifică unidirecțională aferentă ariei A (Conform C107/1);



R ’

= rezistența termică corectată;



r

= coeficient de corecție pentru punțile termice

2.3.

Parametrii climatici

2.3.1.

Temperatura convențională exterioară de calcul

Pentru iarnă, temperatura convențională de calcul a aerului exterior se consideră în funcție de zona climatică în care se află localitatea Bucuresti (zona II), conform STAS 1907/1, astfel:



e



 15  C

2.3.2.

Intensitatea radiatiei solare si temperaturile exterioare medii lunare

Intensitățile medii lunare și temperaturile exterioare medii lunare au fost stabilite in conformitate cu Mc001 – PI, anexa A.9.6, respectiv SR4839, pentru localitatea Bucuresti.

Tabel 2.3.2.1: Valori medii ale intensitatii radiatiei solare

Luna

Intensitatea radiatiei solare [W/m 2 ]

NV

SE

SV

NE

Ianuarie

14.90

59.3

59.3

14.9

Februarie

28

87.3

87.3

28

Martie

38.9

91.4

91.4

38.9

Aprilie

52.8

91.6

91.6

52.8

Mai

70.4

86

86

70.4

Iunie

78.2

92.8

92.8

78.2

Iulie

71.1

89.9

89.9

71.1

August

75.8

123.8

123.8

75.8

Septembrie

60.1

119.1

119.1

60.1

Octombrie

36.3

104.1

104.1

36.3

Noiembrie

16.5

57.4

57.4

16.5

Decembrie

12.3

53

53

12.3

Tabel 2.3.2.2: Valori medii ale temperaturii

exterioare

Luna

Temperatura medie

[°C]

Ianuarie

-2.4

Februarie

-0.1

Martie

4.8

Aprilie

11.3

Mai

16.7

Iunie

20.2

Iulie

22

August

21.2

Septembrie

16.9

Octombrie

10.8

Noiembrie

5.2

Decembrie

0.2

2.4.

Temperaturi de calcul ale spațiilor interioare

2.4.1.

Temperatura interioară predominantă a încăperilor încălzite

Conform Metodologiei Mc001- PI (I.9.1.1.1), temperatura predominantă pentru clădiri de locuit este:



i



20  C

2.4.2.

Temperatura interioară a spațiilor neîncălzite

Conform Metodologiei Mc001- PI (I.9.1.1.1), temperatura interioară a spațiilor neîncălzite de tip subsol și casa scărilor, se calculeaza pe bază de bilanț termic.



Temperatura subsolului fără instalație de încălzire, este:



s



8.73

[ o C]

pentru temperatura exterioară de calcul



Temperatura casei scării fără instalație de încălzire, este:

 ucs



17.13

[ o C]

pentru temperatura exterioară de calcul

2.4.3.

Temperatura interioară de calcul

Conform Metodologiei Mc001 – 2006/PII, dacă diferența de temperatură între volumul încălzit și casa scărilor este mai mică de 4 o C, întregii clădiri se aplică calculul monozonal. In acest caz, temperatura interioară de calcul a clădirii, este:









ij

*

A

j

i



A

j

[ o C]



A j



 ij

= aria zonei j

[m 2 ] ;

= temperatura interioară a zonei j

[ o C]





i



19.67

[ o C]

2.5.

Calculul coeficienților de pierderi de căldură H T

și H V

a.

Calculul coeficientului de pierderi de căldură al clădirii, H

H = H V

+ H T

 W



 

K

 

b.

Calculul coeficientului de pierderi de căldură al clădirii, prin ventilare, H V

H

V





a

*

c

a

*

n

a

* V

3,6

■



a

 W



 

K

 

= 1,2



kg





m

3



-

densitatea aerului (Mc001-P II-1, pag. 14);





■

c a

= 1,005



kJ





kgK



–

căldura specifică a aerului;





■

n a

= 0,6

 h



1



– numărul mediu de schimburi de aer (conform

Mc001-PI);

Numărul de schimburi de aer pe oră

Categoria

clădirii

Clasa de

adăpostire

Clasa de permeabilitate

ridicată

medie

scăzută

Clădiri individuale

neadăpostite

1.5

0.8

0.5

moderat adăp.

1.1

0.6

0.5

adăpostite

0.7

0.5

0.5

Clădiri cu mai multe apartamente, cămine, internate etc.

dublă expunere

neadăpostite

1.2

0.7

0.5

moderat adăp.

0.9

0.6

0.5

adăpostite

0.6

0.5

0.5

simplă expunere

neadăpostite

1

0.6

0.5

moderat adăp.

0.7

0.5

0.5

adăpostite

0.5

0.5

0.5

H V



854.69

 W



 

K

 

■

V = 4252,19

 m

3



– volumul incălzit.

c.

Calculul coeficientului de pierderi de căldură al clădirii, prin transimise, H T

H T



L



H U

 W



 

K

 

o

L

= coeficient de cuplaj termic prin anvelopa exterioară a clădirii

 W



;







K



L



 U

'

j

*

A j

 W



 

K

 

■

U

'

j

= transmitanța termică corectată a părții j din anvelopa clădirii



W



;

 m 2

K







■

A j

= aria pentru care se calculează

U

'

j

.

 m

2



Tabel 2.5.1: Coeficienti de cuplaj termic ai spatiului incalzit

Elementul de constructie

R' j

U' j

= 1/R' j

A j

U' j

x A j

[m 2 K/W]

[W/m 2 K]

[m 2 ]

[W/K]

Perete

Exterior

1.16

0.87

1362.51

1179.00

Planșeu

Terasa

1.16

0.86

453.72

390.80

Tamplărie

Lemn

0.39

2.56

75.01

192.33

Termoizolant

0.55

1.82

171.67

312.13

Ușă

Metal

0.17

5.88

10.08

59.29

Ușă

Metal

0.17

5.88

10.08

59.29

L



2192.85

 W



 

K

 

o

H U

- coeficient de pierderi termice prin anvelopa clădirii spre spații

H u



H iu

* b

neîncălzite, (conform SR EN ISO 13789)

 W



 

K

 

 W



 

K

 

b



H ue

H

iu



H ue

■

H

iu

 W



 

K

 

- coeficient de transfer de căldură de la spațiile încălzite la

H iu



L T

,

iu



H V

,

iu

spațiile neîncălzite

 W



 

K

 

 W



;







K



■

L T

, iu

 W



 

K

 

■

H V

, iu

= 604,60 - coeficient de cuplaj termic al plăcii peste subsol

- coeficient de transfer de caldură prin ventilație de la spațiile

încălzite la spațiile neîncălzite

 W



 

K

 

H

V

,

iu





a

*

c

a

*

n

a

* V

3,6

= 854.69



 W



 

K

 

n

a

= 0,6 h -1

- numărul de schimburi de aer al clădirii cu exteriorul



h



1

 .

H iu



1459.29

 W



 

K

 

■

H

ue

- coeficient de transfer de căldură de la spațiile neîncălzite la

H ue



L T

,

ue



H V

,

ue

mediul exterior

 W



 

K

 

 W



.







K



■

L T

, ue

=

133.11

– coeficient de cuplaj termic al elementelor de

construcție ale spațiului neîncălzit în contact cu mediul exterior

 W



 

K

 

■

H V

, ue

-

coeficient de transfer de căldură prin ventilație de la spațiile

neîncălzite la mediul exterior

 W



.







K



H V

,

ue





a

*

c

a

*

n

a

* V

u

3,6

= 136.8



 W



 

K

 

n

a

= 0,6 h -1

- numarul de schimburi de aer al cladirii



h



1

 .

H ue



269.90

 W



 

K

 

b



0.23

[-]

H u



331.15

 W



 

K

 

H T



2524.00

 W



 

K

 

Coeficientul de pierderi de caldura al cladirii este:

H



H V



H T



3378.69

 W



 

K

 

2.6.

Stabilirea perioadei de incalzire preliminare

În prima faza a calculului consumurilor de energie se stabilește perioada de încălzire preliminară, conform SR 4839. In acest caz temperatura conventională de echilibru este

θ

eo =12°C.

Tabel 2.6.: Determinarea perioadei de incalzire

24 septembrie – 4 aprilie

Valori conventionale

Luna

θ eo

t

θ e

θ em

-

[ o C]

[zile]

[ o C]

[ o C]

Iulie

12

0

22

3,725

August

12

0

21,2

Septembrie

12

6

16,9

Octombrie

12

31

10,8

Noiembrie

12

30

5,2

Decembrie

12

31

0,2

Ianuarie

12

31

-2,4

Februarie

12

28

-0,1

Martie

12

31

4,8

Aprilie

12

4

11,3

Mai

12

0

16,7

Iunie

12

0

20,2

192

zile de incalzire

Tempertura exterioară medie pe sezonul de încălzire se calculează ca o medie ponderată a temperaturilor medii lunare cu numărul de zile cu încălzire ale fiecărei luni.

2.6.1.

Calculul pierderilor de caldura ale cladirii Q L

(calcul preliminar, pentru

θ eo

=12°C)

Q

L



H

* 



i





e

 * t

 kWh 



H

=

3378.69

 W



 

K

 

-

coeficient de pierderi de caldura al cladirii

 W



;







K





 i



 e



D z

=

19.67

 

C 

- temperatura interioara de calcul

 

C  ;

=

3.725

 

C 

- temperatura exterioara medie pe perioada de incalzire

 

C  ;

=

192

zile – durata perioadei de incalzire preliminara determinata grafic



zile



;



t

= 192 X 24 =

4608

 h 

- numar de ore perioada de incalzire.

Q L =248215.03

[kWh/an]

Calculul aporturilor de căldură ale clădirii Q g

(calcul preliminar, pentru

θ

eo =12°C)

Q g =Q i +Q s

[kWh/an]



Q i

= degajări de căldură interne

 kWh 

;

�

Q



[

i

i ,

h



(1



b ) * �

i

,

u

]*

t

 kWh 

o

� i , h

= fluxul termic mediu al degajărilor interne în spațiile încălzite

 W

 ;

� i , h



� i

*

A

inc

=

6418.4



W



■

�

i

=

4

W/m 2

fluxul termic mediu al degajarilor interne, cf. Mc001 –

PII,

 W

 ;

■

A

inc

=

1604.60

- aria totală a spațiului încălzit,



m

2

 ;

o

� i , u

=

0

- fluxul termic mediu al degajarilor interne in spațiile neincălzite

 W

 ;

o

D

z

=

192

zile – durata perioadei de încălzire preliminară determinată grafic

 zile 

;

o

t

= 192 X 24 =

4608

h - numar de ore perioada de încălzire.

Q i

=

29575.98

 kWh 



Q s

= aporturi solare prin elementele vitrate ,

 kWh 

;

Q s





 I sj

*



A snj



* t

o

I

sj

 kWh 

= radiația solară totală medie pe perioada de calcul pe o suprafață de

1m 2

avand orientarea j



W



;



m

2







o

A snj

= aria receptoare echivalentă a suprafeței

n

avand orientarea

j



m

2



A snj



A

*

F s

*

F F

*

g

 m

2



■

A

= aria totală a elementului vitrat

n

 m 2



;

■

F

s

= factorul de umbrire a suprafeței

n ;

F s



F h

*

F o

*

F f

F

F



A

t

A



F h

= factorul parțial de corecție datorită orizontului;



F o

= factorul parțial de corecție pentru proeminențe;



F f

= factorul parțial de corecție pentru aripioare.



F F

= factorul de reducere pentru ramele vitrajelor;

■

g

= transmitanța totală la energie solară a suprafeței

n ;

g=F w g ḻ



F W

= factor de transmisie solară;



g ḻ

=

transmitanta totala la energia solara pentru radiatiile perpendiculare pe vitraj;

Valorile factorilor F h , F o , F f , F w

si g ḻ

se gasesc in SR ISO 13790 anexa H.

Tabel 2.6.1.1: Valori medii ale intensitatii radiatiei solare pentru perioada de incalzire

Luna

Zile

Intensitatea radiatiei solare [W/m 2 ]

NV

SE

SV

NE

Ianuarie

31

14.90

26,17

59.3

77.03

59.3

77,03

14.9

26,17

Februarie

28

28

87.3

87.3

28

Martie

31

38.9

91.4

91.4

38.9

Aprilie

4

52.8

91.6

91.6

52.8

Mai

0

70.4

86

86

70.4

Iunie

0

78.2

92.8

92.8

78.2

Iulie

0

71.1

89.9

89.9

71.1

August

0

75.8

123.8

123.8

75.8

Septembrie

6

60.1

119.1

119.1

60.1

Octombrie

31

36.3

104.1

104.1

36.3

Noiembrie

30

16.5

57.4

57.4

16.5

Decembrie

31

12.3

53

53

12.3

Intensitatea radiației solare medii pe sezonul de încălzire se calculează ca o medie ponderată a intensităților medii lunare, cu numărul de zile ale fiecărei luni.

Tabel 2.6.1.2: Determinarea ariei receptoare echivalente a suprafetei vitrate A S

Scara A

Tip

Nr. ferestre

Orientare

Latime

Inaltime

A

F s

F F

g

A s

-

-

-

[m]

[m]

[m 2 ]

-

-

-

[m 2 ]

F1

3

SE

1.2

1.2

1.44

0.9506

0.83

0.60

2.06

1

SE

1.2

1.2

1.44

0.931

0.83

0.60

0.67

2

SE

1.2

1.2

1.44

0.8827

0.83

0.60

1.28

1

SE

1.2

1.2

1.44

0.9506

0.83

0.60

0.69

1

SE

1.2

1.2

1.44

0.931

0.83

0.60

0.67

3

SE

1.2

1.2

1.44

0.6984

0.83

0.60

1.52

1

SE

1.2

1.2

1.44

0.684

0.83

0.60

0.49

3

SE

1.2

1.2

1.44

0.8455

0.83

0.60

1.84

1

SE

1.2

1.2

1.44

0.9506

0.83

0.60

0.69

F2

3

SE

1.8

1.2

2.16

0.9506

0.86

0.60

1.92

1

SE

1.8

1.2

2.16

0.931

0.86

0.60

1.88

F3

7

SE

0.9

1.2

1.08

0.39

0.81

0.60

1.43

Analog, determinarea ariei receptoare echivalente a suprafetelor vitrate se face pentru fiecare fereastră, în funcție de orientare, pentru scara B a blocului, rezultând:

Tabel 2.6.1.3: Aporturi solare pe orientări

Orientare ΣA snj

[m 2 ] I sj

[W/m 2 ]

Q sj

[W]

NV

30.34

26.17

794.11

SE

39.22

77.03

3020.98

SV

6.14

77.03

473.33

NE

11.08

26.17

289.953483

TOTAL

4578.37

o

D z

= 192 zile– durata perioadei de incălzire preliminară determinată grafic

 zile 

;

o

t

= 192 X 24 =

4608

h - număr de ore perioada de încălzire.

Q s

= 21097.13



kWh



Q g

= 50673.12



kWh



Fluxul aporturilor de căldură se calculează astfel:

�



Q

g

g

t

=

10996.77

 W



2.6.2.

Determinarea factorului de utilizare preliminar, η 1

Pentru a putea calcula factorul de utilizare trebuie stabilit un coeficient adimensional, γ, care reprezinta raportul dintre aporturi, Q g

si pierderi, Q L , astfel:





Q

g

Q L

o

o



=

0.20

Q

g

=

50673.12

- aporturi totale de caldura



kWh

 ;

Q

L

=

248215.03

- pierderile de caldura ale cladirii



kWh

 ;

Deoarece coeficient adimensional



≠1, atunci:





1





a

1

1





a



1

a



a o







o

o



=

0,20

- coeficient adimensional reprezentând raportul dintre aporturi și pierderi;

o

a

= parametru numeric care depinde de constanta de timp



;

■

a

o

=

0,8

- parametru numeric (conform Metodologiei Mc 001-1);

■



o

=

30

h (conform Metodologiei Mc 001-1);





C

H

■



= constanta de timp care caracterizează inerția termică interioară a spațiului încălzit, [ h ];

■

C

= capacitatea termică interioară a clădirii

C







j

*

A

j







ij

*

c

ij

*

d

ij

*

A

j



J



 

K

 

Tabel 2.6.2.1: Determinarea capacitatii termice interioare a cladirii

Elementul de constructie

Componente

ρ

c

d

A

C

[kg/m 3 ] [J/kgK]

[m]

[m 2 ]

[J/K]

Pereti interiori

Tencuiala

1700

840

0,02+0,02

1545,48

88277817.60

BCA

1800

870

0,075+0,075

1545,48

363033252.00

Pereti interiori 2

Tencuiala

1700

840

0,02+0,02

176,78

10097673.60

Beton

2600

840

0,075+0,075

176,78

57913128.00

Pereti exterior

Tencuiala

1700

840

0,02

1362.51

38913171.36

BCA

1800

870

0,08

1362.51

170694751.68

Pardoseala calda

Covor PVC

1600

1460

0,015

1030.18

36097507.20

Sapa suport

1200

840

0,025

1030.18

25960536.00

Placa beton

2600

840

0,06

1030.18

134994787.20

Pardoseala rece

Placi gresie

2400

920

0,015

607.48

20119737.60

Sapa suport

1200

840

0,025

607.48

15308496.00

Placa beton

2600

840

0,06

607.48

79604179.20

Terasa

Tencuiala

1700

840

0,02

453.72

12958243.20

Placa beton

2600

840

0,08

453.72

79273958.40

Tavan

Tencuiala

1700

840

0,01

1637.66

23385784.80

Placa beton

2600

840

0,09

1637.66

321898449.60

■



= densitatea materialului;

■

c

= capacitatea calorică masică a materialului;

■

d

= grosimea stratului;

■

A

= aria elementului;

C

=

1478.53



MJ



 

K

 

■

H

=

3378.69

Ț

=

437605.14

s

=

121.56

[ h ] a = 4.85

 1

= 0.9996

 W



 

K

 

– coeficient de transfer de caldura

 W



;







K



2.6.3.

Determinarea temperaturii de echilibru si perioada de incalzire reala a clădirii

H

 ed



 id





*



a



 ed

= temperatura de echilibru;



 id

=19.67

 C

- temperatura interioară de calcul;





= 0,9996 factorul de utilizare al aporturilor;





a

=10996,77

W

- aporturile solare si interne medii pe perioada de incalzire



W

 ;



H

= 3378.69

W

- coeficientul de pierderi termice ale cladirii

K

 W



;







K



Temperatura de echilibru a cladirii este:

 ed

= 16.41



C

Tabel 2.6.3.1: Determinarea perioadei de incalzire

2 Septembrie – 29 Aprilie

Valori conventionale

Luna

θ ed

t

θ e

θ em

-

[ o C]

[zile]

[ o C]

[ o C]

Iulie

16.41

0

22

5,7301

August

16.41

0

21.2

Septembrie

16.41

28

16.9

Octombrie

16.41

31

10.8

Noiembrie

16.41

30

5.2

Decembrie

16.41

31

0.2

Ianuarie

16.41

31

-2.4

Februarie

16.41

28

-0.1

Martie

16.41

31

4.8

Aprilie