Elemente de proiectare si verificare higrotermica a cladirilor

Elemente de proiectare si verificare higrotermica a cladirilor

Generalitati.

Conceptul de confort uman intr-o cladire consta in asigurarea echilibrului dintre metabolismul uman si mediul inconjurator. Din punct de vedere higrotermic, confortul presupune asigurarea unei temperaturi interioare de 18-22^oC, respectiv a unei umiditati relative interioare procente din umiditatea de saturatie

.

Pe langa aceste conditii apare conceptul de izolare termica din conditii de economie de energie conform legea 372 din 2005 intrata in vigoare la 01.01.2007 (in conformitate cu directiva 2002/CE - UE).

Confortul higrotermic - limitarea umiditatii aerului si a materialelor de constructii presupune pe langa asigurarea unei temperaturi interioare confortabile si reducerea umiditatii la valori maxime 50-60%, confortabila biologic, atat prin asigurarea de masuri de ventilare a interiorului cat si prin alcatuirea elementelor de anvelopa astfel incat sa nu se produca condens (sau limitat) in acestea.

Elemente de verificare/proiectare a

elementelor de anvelopa.

Prin element de anvelopa se intelege orice element de constructie in contact cu exteriorul sau cu un spatiu fata de care prezinta o diferenta de temperatura semnificativa cum ar fi: pereti exteriori opaci (plini), ferestre, pereti exteriori translucizi, acoperisul terasa sau planseul de pod, planseul peste subsol neincalzit, placa pe sol (la cladiri parter, fara subsol), planseul peste holuri neincalzite (la parter de exemplu), peretii spre casa scarilor neincalzita, etc.

Aceste elemente trebuie sa satisfaca conditiile de izolare termica, adica rezistenta la transfer termic suficient de mare ca sa satisfaca cele doua concepte de confort igienico-sanitare, respectiv de economie de energie.

1. Conceptul de confort biologic sau igienico-sanitar presupune ca fiecare element de anvelopa sa satisfaca conditia , unde:

R' = rezistenta termica corectata a fiecarui element de anvelopa (perete, fereastra, planseu de acoperis etc.)

R'_nec =  rezistenta necesara corectata, determinata din conditia de confort care inseamna ca:

2 ⁰C la pardoseala;

3 ⁰C la tavan;

4 ⁰C la perete exterior.

Valoarea este data de relatia

Relatia de mai sus trebuie indeplinita pentru fiecare element la fiecare incapere, la fiecare spatiu.

2. Conceptul de economie de energie, in scopul reducerii consumurilor energetice pentru incalzire (legea 372 din 2005), relatia care trebuie indeplinita este , unde:

R' = rezistenta termica medie pe tip de element de constructie (de exemplu a tuturor peretilor exteriori);

R'_min = rezistenta minima impuse de norme.

De exemplu:

- pentru confortul biologic la peretii exteriori, zona II climatica ;

- pentru economia de energie in aceleasi conditii

Semnificatia "corectata" a rezistentelor se refera la:

reducerea rezistentelor termice la cladiri existente datorita vechimii si gradului de umezire a elementelor de anvelopa;

reducerea rezistentelor termice datorita prezentei puntilor termice in elementele de anvelopa.

Prin punte termica se intelege o zona cu rezistente termice mai reduse si in consecinta cu un flux termic mai mare. Acestea pot fi:

punti termice de incluziune, in care avem elemente cu rezistentele mai scazute, cum ar fi stalpisori din beton armat in zidarie, stalpi de cadre cu pereti din zidarie, centuri din beton armat ale planselor, grosimea planseelor din beton armat pe peretii exteriori, etc.;

punti termice geometrice, de exemplu colturi de pereti exteriori, intalnire perete cu planseu, reducere grosime perete la nisa calorifer, etc.

Izolarea termica a cladirilor noi sau reabilitarea termica a cladirilor vechi se face respectand prevederile unor termosisteme agrementate cum ar fi: BAUMIT, STO, CERESIT, KNAUF, etc., cu respectarea tehnologiei complete inclusiv a materialeleor unui singur sistem. Se recomanda ca executia sa fie facuta de o firma agreata de detinatorul agrementului termosistemic (prin scolarizare, prin asistenta la executie, printr-o "adeverinta" de capacitate de utilizare a sistemului, etc.).

Umiditatea in constructii.

Umiditatea se manifesta sub diferite forme:

apa pluviala;

umiditatea naturala a terenului;

apa subterana, freatica;

umiditate din ascensiune capilara, igrasie;

apa de stropire de pe trotuar;

umiditatea tehnologica/exploatare in bai, bucatarii, uscatorii, etc.;

apa de condens.

O umiditate in exces dauneaza:

sanatatii omului, favorizand bolile pulmonare, afectand confortul, favorizand cresterea mucegaiului etc.;

materialelor de constructii prin modificarea proprietatilor atat fizice, mecanice, rezistente, izolare termica, fonica, etc.

In constructii ne intereseaza umiditatea aerului respectiv umiditatea materialelor de constructii. Umiditatea aerului se exprima prin:

umiditatea absoluta ;

umiditatea relativa ,

unde este umiditatea maxima a unui volum de aer cu o temperatura data la care vaporii de apa se transforma in picaturi de apa de condens.

Umiditatii relative , care poate fi la interior sau exterior ii corespund presiuni ale vaporilor p_vi si respectiv p_ve.

Presiunea mare a vaporilor la interiori p_vi (iarna) fata de p_ve (circa de 10 ori), conduce la migrarea vaporilor de la interior spre exterior. Exemplu:

Trecerea valorilor de la interior spre exterior poarta denumirea de transfer de masa de la cald la rece si poate genera condens pe suprafata interioara sau in interiorul elementelor de anvelopa.

Umiditatea materialelor de constructii se exprima:

- volumetric unde V_a - volumul apei

V_u - volumul materialului uscat

- gravimetic unde m_a - masa apei

m_u - masa materialului in stare uscata.

In norme se dau valori ale umiditatii maxime admise pentru materiale in functie de tipul materialului astfel incat sa nu-i afecteze proprietatile.

Fenomenul de condens in constructii.

Referat: Bariere si dificultati in procesul comunicarii Document online: Metode de evaluare a unei afaceri bazate pe rentabilitate

In conditii de iarna (perioada rece a anului) din cauza presiunii ridicate a vaporilor la interior fata de exterior are loc un transfer de masa (de vapori) de la interior spre exterior, prin elementele de anvelopa. Straturile elementelor de anvelopa se opun trecerii vaporilor intampinand o rezistenta la trecerea vaporilor:

, unde:

R_vi si R_ve = rezistentele la permeabilitate la vapori pe suprafata interioara respectiv exterioara = neglijabile;

R_v = rezistenta la permeabilitate la vapori a unui strat al elementului de anvelopa, definit de relatia:

, unde:

d = grosimea stratului;

M= coeficient care depinde de temperatura medie a stratului;

= coeficient de permeabilitate la vapori caracterisitc fiecarui material, avand valori mari la materiale impermeabile (bariere contra vaporilor) cum ar fi folie plastic, membrana de bitum cauciuc, folie metalica (de ex: de aluminiu), vopsitorie de bitum in 2, 3 straturi, vopsitorie pe baza de ulei in 2 sau 3 straturi, etc.

Materialele poroase cu celule deschise, proi deschisi au valoarea lui mica deci permit trecerea vaporilor de apa, de exemplu: vata minerala, BCA, betonul porors, etc.

Verificarea-dimensionarea elementelor de anvelopa la transferul de masa (de vapori) se face:

1. Pe suprafata interioara a elementului de anvelopa punand conditia ca temperatura suprafetei interioare (T_si) sa fie mai mare decat temperatura de aparitie a condensului pentru umiditatea interioara data ();

2. Tranferul de masa de la interior spre exterior este inca acceptat de normele actuale romanesti, ca produce condens in interiorul elementelor de anvelopa, dar se pun urmatoarele conditii:

a) cantitatea de apa condens care se produce in perioada rece a anului (m_w) trebuie sa fie mai mica decat cantitatea de apa de condens care se poate evapora in perioada calda a anului (m_v) pentru a nu se produce acumulare de apa de condens de la an la an: ;

b) cantitatea de apa de condens acumulata in perioada rece a anului in elementele de anvelopa (in principal in materialul mai poros) nu trebuie sa depaseasca in procente o anumita valoare admisa , punandu-se conditia:

Solutii de eliminare a condensului si reabilitare termica.

Volumul mare de cladiri de locuit in comun - blocuri realizare in special in perioada 1965-1985, care au o alcatuire a anvelopei corespunzatoare perioadei de proiectare (mai putin de jumatate din cerintele actuale), necesita o tratare corespunzatoare a anvelopei, atat in vederea eliminarii posibilitatilor de aparitie a condensului cat si de reabilitare termica,in special din conditia de economie de energie.

Solutiile constau in realizarea de straturi suplimentare de termoizolatie, de preferinta si recomandat la exterior. Se pot utiliza solutii si la interior in anumite conditii. Se folosesc materiale pentru termoizolarea anvelopei eficiente termic, de exemplu: polistiren ("de fatada"), vata minerala bazaltica.

a) solutii de dispunere la interior - se utilizeaza atunci cand apar fenomene locale de condens care impun tratarea zonei cu probleme.

Avantaje:        - nu necesita autorizatie de construire;

- nu necesita schela;

- nu strica estetica fatadei.

Dezavantaje:   - nu elimina complet condensul;

- necesita obligatoriu bariera contra vaporilor pe fata calda cu

termoizolatia;

- nu elimina puntile termice, geometrice sau de intruziune material;

- consuma din spatiul interior;

- deranjeaza locatarii pe perioada executiei.

b) solutii de dispunere la exterior - este solutia recomandata pentru termoizolarea generala a anvelopei in unul din sistemele agregate/agrementate (BAUMIT, STOC, CAPARON, CERESIT, KNAUF). La toate sistemele care utilizeaza polistirenul ca material de termoizolatie trebuie asigurata ventilarea obligatorie a peliculei formata intre termoizolatie si suport, pelicula realizata fie prin prinderea placilor de termoizolatie in ploturi (pe colturi si la mijloc) de exemplu la BAUMIT, sau prin realizarea unui suport continuu pieptanat vertical ca de exemplu la sistemul CAPARON. Aceasta pelicula se pune in contact cu exteriorul sub streasina, cornisa, etc.

Se recomanda utilizarea integrala a unui termosistem si nu amestecare solutiilor de la doua sau mai multe termosisteme.

Aplicarea unui termosistem exterior presupune termoizolarea peretilor exteriori, schimbarea ferestrelor, termoizolarea planseului superior sau pod respectiv a planseului pe sol sau peste subsolul neincalzit, conform legii 372 din 2005 si a metodologiei de calcul MC001-06.

Hidroizolatii

Generalitati. Clasificare. Tipuri.

Hidroizolatiile sunt lucrari de constructii care protejeaza elemente sau parti de constructii impotriva actiunii apei care degradeaza proprietatile mecanice si fizice ale materialelor de constructii, afecteaza sanatatea oamenilor, etc.

Apa se manifesta in constructii in diferite forme, de exemplu:

apa pluviala sau de ploaie (meteorica);

apa freatica, subterana;

umiditatea naturala a terenului;

apa de stropire de pe trotuar;

apa tehnologica (bai, spalatorii, uscatorii);

apa de condens;

etc.

Impotriva acestor forme de manifestare a apei se executa lucrari de izolatii subterane sau supraterane, interioare sau exterioare din diverse materiale si tipuri de izolatii:

a)     Hidroizolatii rigide - realizate din mortare sau betoane impermeabile, de buna calitate, "grase" in ciment si cu adaosuri hidrofuge. Rezulta materiale compacte care nu permit trecerea umiditatii;

b)     Hidroizolatii bituminoase - realizate din membrane de bitum aditivat de mm grosime in unu sau mai multe straturi in functie de tipul de apa care actioneaza;

c)      Hidroizolatii din cauciuc - utilizand membrane de sub 1mm grosime, scumpe;

d)     Hidroizolatii metalice - utilizand foi de tava de aluminiu, cupru, plumb, scumpe, bune, recomandate in zonele cu solicitari puternice (rosturi);

e)     Hidroizolatii mixte - utilizand combinatii de doua sau mai multe din materialele de mai sus.

In functie de presiunea exercitata asupra hidroizolatiilor avem ca sistem:

hidroizolatii impotriva umiditatii naturale a terenului

hidroizolatii impotriva apelor fara presiune hidrostatica (constructii ingropate, incaperi umede, acoperisuri, etc.);

hidroizolatii impotriva apelor cu presiune hidrostatica (constructii ingropate sub NAF - nivelul apelor freatice, sau NAS - nivelul apelor subterane; bazine, decantoare, rezervoare).

Hidroizolatii impotriva umiditatii naturale a terenului.

Hidroizolatia are rolul de a opri absorbtia umiditatii naturale a terenului protejand peretii exteriori, peretii interiori, placa pe sol sau placa subsolului, etc. Aceste hidroizolatii se traseaza diferit la peretii constructiilor fara subsol, respectiv cu subsol. Materialele utilizate in mod normal, curent sunt cele bituminoase din membrane de bitum cauciuc, respectiv local hidroizolatii rigide (protectie soclu).

a)Hidroizolatii la constructii fara subsol.

Se protejeaza peretii exteriori impotriva ascensiunii capilare a apei (igrasie), placa pe sol a parterului (inclusiv pardoseala) si soclul peretilor exteriori pe minim 20-35cm peste cota trotuar (hidroizolatie rigida).

Detaliile de mai jos sunt realizate in ipoteza ca apa freatica are un maxim teoretic la cel putin 1m mai jos de cota pardoseala parter.

Nivelul maxim teoretic este dat de geotehnician.

NMT = NAS + 50cm , unde:

NAS  = nivelul apelor subterane ca nivelul mediu multianual a apelor subterane;

NMT = nivelul maxim teoretic.

In functie de modul de alcatuire a trotuarului se impune ca sa se inchida rostul dintre acesta si peretii exteriori pentru a nu permite infiltratii de apa la fundatia peretilor exteriori. Trotuarul trebuie sa aiba o panta de 1.5-2% pentru a indeparta apele de cladire.

Stratul de separare are rolul de a impiedica scurgerea laptelui de ciment din stratul superior in pietris si se realizeaza din diverse materiale care trebuie sa dureze un minim de 8-15 ore.

b) Hidroizolatii la constructii cu subsol.

Protejeaza peretii exteriori fata de umiditatea naturala a terenului, impotriva ascensiunii capilare a apei, soclul deasupra trotuarului si placa pe sol a subsolului cu o hidroizolatie continua (in ideea ca apa freatica este in apropiere).

Tehnologia de executie poate fi:

cu executie din exterior;

cu executie din interior.

In ambele situatii hidroizolatia verticala a peretilor exteriori este la exterior.

1. Executia din exterior - de preferat, se realizeaza atunci cand se poate executa o sapatura exterioara perimentrului constructiei, zona din care se face executia hidroizolatiei verticale. Ordinea lucrarilor de interes este:

- fundatiile interoare si exterioare;

- hidroizolatia orizontala pe fundatii;

- peretii interior si peretii exteriori de rezistenta (gata cu peretii interiori);

- hidroizolatia verticala pe buza fundatiei, cu suplimentarea straturilor cu inca un strat dispus local;

- straturile placii pe sol a subsolului cu hidroizolatia continua din membrane lipita pe hidroizolatia orizontala de pe fundatie;

- umplutura exterioara de pamant bine compactata in straturi de 30-40 cm (pentru a evita comportarea de burete a umpluturii la apa de ploaie);

- racordarea hidroizolatiei verticale de pe peretii exteriori la cota trotuar, inainte de terminarea complecta a umpluturii exterioare.

Hidroizolatia orizontala din placa pe sol se dispune pe un suport rigid plan si neted (si nu pe un pietris), iar peste hidroizolatie se dispune o protectie de mortar M10.

Hidroizolatia verticala pe peretele exterior se dispune pe peretele tencuit grosolan prin lipire la cald sau la rece si se protejeaza cu un strat de protectie din placi prefabricate, maxim 5cm sau perete de caramida de 1/4 . 1/2 caramida (nu mai gros). La compactarea umpluturii exterioare peretele de protectie subtire este presat pe hidroizolatie marindu-i durata de viata. 

Intre peretele de subsol si peretele de la parter se mai dispune o hidroizolatie bituminoasa - membrana intre stalpisorii din beton armat, iar in dreptul stalpisorilor din beton armat la zidarie se dispune un mortar impermeabil, circa 5cm grosime.

2. Tehnologia de executie din interior, se utilizeaza atunci cand nu se poate executa o sapatura exterioara perimetrului constructiei (de exemplu trotuar sau carosabil alipit, cladire alipita existenta, etc.).

Straturile hidroizolatiei peretilor exteriori raman aceleasi dar ordinea de executie a lor este diferita:

- se executa fundatiile exterioare si interioare;

- se executa hidroizolatia orizontala pe fundatiile interioare;

- se executa peretii de protectie de 1/4 . 1/2 caramida pe fundatiile exterioare, acestia devenind suport in aceasta tehnologie;

- se executa hidroizolatia pe fundatiile exterioare si se ridica in sus pe peretii de protectie/suport;

- se executa peretii exteriori;

- hidroizolatia verticala pe buza fundatiei, cu suplimentarea straturilor cu inca un strat dispus local;

- straturile placii pe sol a subsolului cu hidroizolatia continua din membrane lipita pe hidroizolatia orizontala de pe fundatie;

- umplutura exterioara de pamant bine compactata in straturi de 30-40 cm (pentru a evita comportarea de burete a umpluturii la apa de ploaie);

- racordarea hidroizolatiei verticale de pe peretii exteriori la cota trotuar, inainte de terminarea complecta a umpluturii exterioare.

Daca in peretele exterior de subsol apar armaturi (de la stalpisori, de centura, etc.), intre armatura si hidroizolatie se recomanda minim 5cm pentru ca betonul sa intre la turnare fara segregari.

Hidroizolatii impotriva apelor fara presiune hidrostatica.

Aceasta situatie se intalneste atunci cand pe elementele de constructii se poate prelinge apa fara sa stationeze sau eventual pe scurta durata. Astfel de situatii apar la :

constructii ingropate;

incaperi umede;

acoperisuri (se trateaza la Cap. Acoperisuri).

a) Hidroizolatii la constructii ingropate.

In aceasta categorie intra statii de pompe ingropate, transformatoare electrice ingropate, canale pentru conducte subterane, etc. Numarul de straturi de hidroizolatie depinde de posibilitatea de infiltrare a apei prin straturile superioare, respectiv de umiditatea interioara admisa in constructia ingropata. Hidroizolatia de pe planseu are oricum un strat suplimentar fata de hidroizolatia de pe pereti, respectiv decat cea de pe fundatie. Hidroizolatia se dispune impotriva apelor de infiltratii prin straturile superioare.

Executia lucrarilor se face din interior sau exterior in functie de posibilitatea unei sapaturi exterioare perimetrului constructiei ingropate sau nu.

Se trateaza in continuare varianta se executie din exterior, recomandata daca se poate. Lucrarea se executa in doua etape separate de o serie de lucrari de constructie, de structura, fara legatura cu lucrarile de hidroizolatii.

Etapa I. Se executa suportul hidroizolatiei orizontale denumit si subradier nivelat, pe care se executa hidroizolatia interioara. Pe contur, subradierul are o evazare - pinten, pe care se va imbina in etapa urmatoare hidroizolatia verticala. Peste hidroizolatia realizata din membrane se dispune un strat de protectie din mortar de ciment 2-3 cm. Urmeaza o serie de lucrari de structura: fundatia de tip radier general (placa), peretii de rezistenta, planseul constructiei ingropate in panta.

Etapa II. Se desfiinteaza protectia provizorie si se curata membrana. Se executa hidroziolatia verticala pornind de pe pinten si realizeaza pana la planseu minim 30cm. Se executa hidroizolatia orizontala pe planseu coborata minim 30cm pe perete.

Se executa protectia verticala a hidroizoltiei dintr-o zidarie subtire si cea orizontala pe planseu din mortar in panta.

Se executa umplutura exterioara de pamant in straturi de 30-40cm bine compactata, inclusiv umplutura peste constructia ingropata, recomandat minim 80cm.

La executia din interior, cand nu se poate executa o sapatura exterioara perimetrului constructiei, peretele de protectie din zidarie de la varianta anterioara devine suport pentru hidroizolatia verticala.

b) Hidroizolatii la incaperi umede.

Sunt acele spatii la care pardoselile sau/si peretii sunt stropiti permanent sau intermitent din cauza activitatii desfasurate in aceste spatii. In aceasta categorie intra spalatorii, uscatorii, bai publice, etc., la care se impune izolarea cel putin a pardoselii si la nevoie si peretii pe min 80cm.

1. Hidroizolarea pardoselilor se face prin dispunerea in straturile acesteia a unei hidroizolatii de tip membrana bituminoasa, racordata pe perete min 10-15cm peste cota pardoseala, respectiv racordata la gura de scurgere (sifon de pardoseala). Pardoseala se realizeaza in panta 1.5-2% spre gura de scurgere cu stratul de uzura, fie turnat monolit (mozaic turnat), fie din placi prefabricate (gresie etc.). Se recomanda un finisaj la perete impermeabil cum ar fi o vopsitorie de ulei, faianta, etc.

2. Hidroizolatii la pereti se executa atunci cand sunt stropiti si peretii, hidroizolatia fiind imbinata cu cea de pe pardoseala, respectiv ancorata la perete in diverse sisteme. Hidroizolatia trebuie sa fie minim 80cm si se recomanda un finisaj impermeabil, vopsitorii de ulei, faianta, etc.

Hidroizolatii impotriva apelor cu presiune hidrostatica.

In situatia in care constructii sau parti din constructie sunt supuse unei presiuni continue sau de lunga durata a apei se realizeaza cuve hidroizolatoare, numarul de straturi fiind dependent de inaltimea coloanei de apa (min 3 straturi). In aceasta situatie sunt subsolurile sau demisolurile sub cota apelor freatice decantoare, rezervoare de lichide, etc.

In cazul cladirilor cu subsoluri sub cota freaticului, hidroizolatia se executa pe o inaltime de NMT+50cm, unde nivelul maxim teoretic este NAF+50cm , nivelul apelor freatice stabilita ca medie multianuala. Peste aceasta cota se continua cu o hidroizolatie obisnuita impotriva umiditatii sau a apelor fara presiune.

Situatiile cele mai obisnuite sunt:

a)     cuva hidroizolatoare exterioara impotriva apelor subterane;

b)     cuva hidroizolatoare interioara impotriva apelor subterane;

c)      cuva hidroizolatoare interioara impotriva apelor inmagazinate la rezervoare, decantoare, etc.

In toate situatiile fundatia se rezolva in varianta radieri generali - placa groasa.

Lucrarile de executie a cuvelor in solutiile de mai sus sunt pretentioase, necesita personal calificat, iar membranele hidroizolatoare se aleg pe baza certificatului de conformitate de calitate pentru ape cu presiune. Solutiile de mai sus sunt pentru constructii noi.

Cuve hidroizolatoare la constructii existente

In situatia in care fie s-a degradat hidroizolatia fie s-au modificat regimul apelor freatice si apr filtratii de apa in subsolul unei cladiri, se realizeaza o cuva interioara in una din variantele urmatoare in functie de inaltimea coloanei de apa - presiunea apei, respectiv inaltimea subsolului existent.

a) Cuva cu placa de greutate - varianta adoptata atunci cand inaltimea coloanei de apa este mica si inaltimea libera a subsolului o permite. Grosimea placii de beton se determina din conditia de echilibrare a presiunii apei din relatia

b) Cuva de tip cutie intoarsa - din beton armat care se calculeaza la presiunea apei freatice. Solutia se adopta in situatia unor presiuni mari de apa, respectiv a unor inaltimi mici de subsol.