Cap 03-2006   MICROCLIMATUL ŞI TERMOPANUL ! (partea 1-a)

Dr.-Ing. Teodor TERETEAN

Fără nici un dubiu, revista UTIL are meritul de a fi pus în dezbatere  profesională corectă starea apartamentelor noastre din punctul de vedere al climatului interior; şi nu numai.

Drept argumente aducem şi articolele noastre anterioare, publicate în revistă: „Ventilarea şi  … termopan-ul !” (octombrie 2005), „Ce trebuie să ştim despre umiditatea aerului în casele noastre ?” (ianuarie 2006) şi „Ventilarea şi pereţii caselor noastre” (februarie 2006).

Venim astăzi să completăm acest mini-serial cu o imagine mai puţin cunoscută privind raportul care există între climatul interior al caselor noastre (microclimatul) şi geamul tip termopan.

Fiecare dintre noi, având experienţa propriului apartament în care locuieşte, de mai mult sau mai puţin timp, are o imagine formată asupra climatului interior cu care, la urma urmelor, s-a obişnuit.

Cei care au avut ocazia, sau şansa, de a locui în mai multe (tipuri de) apartamente sau case, pot spune mai multe despre genul de probleme prezentate în cele ce urmează.

 

Unele lucruri mai puţin ştiute

Pereţii respiră. Deşi pare greu de crezut, prin pereţii caselor noastre aerul poate să treacă.

În mod normal, clădirile (casele) în care locuim sau lucrăm, sunt executate din materiale permeabile la trecerea aerului.

Cantităţile orare de aer (debitele) care trec prin pereţi sunt extrem de mici, insignifiante; dar ele totuşi există.

De aceea, aceste debite nu pot fi luate în consideraţie dacă ne gândim la aerul proaspăt necesar respiraţiei locatarilor.

Totuşi, „respiraţia pereţilor” este un fapt extrem de important deoarece materialele de construcţie, care alcătuiesc elementele de închidere ale locuinţelor, trebuie să-şi elimine (în special) către exterior toate surplusurile, existente sau dobândite pe parcursul producerii lor, pentru a ne oferi confortul la care avem dreptul.

Unele surplusuri (de exemplu, radonul) trebuie chiar eliminate; cât mai repede.

Pereţii transportă umezeala. În toate procesele uzuale, ştiute, de realizare a unei construcţii (case) se foloseşte multă apă (pentru turnarea betoanelor, realizarea tencuielilor, zugrăvelilor etc.).

Cu toţii am simţit că, într-o casă nouă, în pereţi există multă umezeală care se elimină treptat, pe măsură ce vaporii de apă migrează, atât spre interior, cât şi spre exteriorul zidului, acesta uscându-se.

Practic mutarea într-o casă nouă trebuie să se facă după completa şi perfecta uscare a pereţilor; altfel, umezeala din interiorul încăperilor ne va transmite o puternică senzaţie dezagreabilă numita generic disconfort de mediu interior.

Dar totul nu se termină aici.

În viaţa de zi cu zi umezeala migrează, prin ziduri, de la interiorul casei spre exterior.

Situaţia se explică prin aceea că, în incinte, umiditatea (absolută) a aerului, exprimată în grame de vapori de apă pe fiecare 1 kg de aer uscat, este de câteva ori mai mare decât aceea a aerului din atmosfera înconjurătoare a clădirilor (mai ales iarna).

Din aceasta cauză, prin asemănare cu principiul vaselor comunicante, vaporii de apa vor migra spre partea în care aerul este mai uscat.

Iarna, în aerul liber din exterior, este mai puţină umezeală decât în interiorul încăperilor, spaţiu unde, datorită surselor de producere a vaporilor de apă şi a temperaturilor mai ridicate, aerul poate înmagazina (în mod natural) mai mulţi vapori de apă.

Ferestrele …”răsuflă”. În ultimele zeci de ani ne-am obişnuit cu ferestrele care sunt executate cu ramele şi cercevelele din lemn.

O fereastră din lemn, bine executată, are calităţi incontestabile: atât estetice, cât şi termice, lemnul fiind perceput de corpul uman ca fiind un „material cald”.

Cu condiţia ca, atât lemnul din care se execută, cât şi procedeele tehnologice de fabricaţie, să fie fără cusur.

Ceea ce nu a fost cazul ferestrelor de lemn produse în ultimii 20-30 de ani, de dinainte de 1989.

Pentru a fi ieftine, lemnul din care erau produse ferestrele, era de esenţă slabă (de regulă, brad), care vopsit incorect, putea putrezi cu uşurinţă; în doar câţiva ani.

În plus, fabricarea ramelor de geam era făcută fără ca lemnul să fie uscat corespunzător.

De aici şi neajunsurile care decurgeau pentru locatar.

Dintre acestea unul ne interesează în mod deosebit: gradul de neetanşeitate; vechile ferestre nu erau etanşe la aer .

Cu alte cuvinte, între rame şi cercevele exista un „şliţ” prin care putea sa bată, lejer, vântul: dezavantaj şi …avantaj.

Dezavantajul însemna o răcire accentuată a aerului din încăperi, mai ales când afară este miez de iarnă vântoasă.

Avantajul, nebăgat în seamă până acum (de către marea majoritate dintre noi): odată cu aerul care se infiltrează prin ferestre, se realizează şi un minimum de …ventilare a încăperilor.

 

Impactul termopanului

Reluăm unele explicaţii prezentate în revista UTIL cu ceva timp înainte.

Termopanul nu este un simplu geam; acesta este o structură alcătuită din mai multe straturi de geamuri (sticle).

Cel mai simplu termopan pe care îl vedem în mod obişnuit, în consecinţă şi cel mai ieftin, este o structură care are în componenţă:

-        două foi de geam (mai corect spus, sticle), de aceeaşi dimensiune, tratate termic (pentru a nu se sparge cu uşurinţă; în caz de spargere se dislocă în cioburi care nu sunt tăioase);

-        un distanţier aflat intre cele două foi de geam, un fel de „coroană” metalică, turnată perimetral celor două foi de geam, care asigură separarea spaţiului ‚prizonier” între foile de sticlă plus „coroana” metalică, de spaţiul aflat în exteriorul structurii;

-        spaţiul prizonier dintre geamuri, închis ermetic şi umplut, fie cu aer, fie cu un gaz inert (cel mai uzual fiind argonul); acest spaţiu conţine şi un material absorbant de vapori de apă (desicator).

Trebuie spus că se produc şi se utilizează şi alte structuri de geam termopan, complexe, care au, până la 4 foi de geam (numerotate cu I, II, III şi IV).

Pentru cei care vor să ştie mai mult, adăugăm că fiecare faţă de geam se numerotează, astfel că cel mai simplu geam termopan are 2 foi (FE şi FI) şi, deci, 4 feţe [nr. 1 şi nr. 2 aparţin foii dinspre exterior (FE) iar nr. 3 şi nr. 4 aparţin foii dinspre interior (FI)].

 

Termopanul cu emisivitate scăzută

Pentru a face ca geamul sa fie şi un bun izolator termic, unele dintre aceste feţe se „vopsesc” („primesc ecrane”) cu substanţe speciale (aşa-zisele suprafeţe cu emisivitate scăzută low emissivity sau, mai scurt, low-e).

În consecinţă, dacă o faţă a unui geam este prevăzut cu un ecran cu emisivitate scăzută atunci acesta va radia mai puţină energie (va pierde mai puţină căldură), deci va izola mai bine interiorul camerei faţă de exterior.

Răsfoiesc un manual american (editat de ASHRAE în 2005) în care se prezintă o serie de date tehnice referitoare la geamurile termopan („insulating glazing unit” – IGU’s), date care ne permit să vă prezentăm exemplele care urmează.

Exemplul 1. Dacă un geam tip „termopan” este executat din 2 foi de sticlă, montate într-o ramă fixă de PVC („reinforced vinyl”), având distanţa între sticle de 12.7 mm, între care se găseşte aer, iar pe una din feţele interioare (ale uneia dintre sticlele 2 sau 3), se aplică un strat protector cu emisivitate scăzută, atunci printr-o fereastră cu emisivitate e= 0,05 transferul de căldură (energie) va fi cu cca. 32% mai scăzut faţă de aceeaşi fereastră cu emisivitatea e= 0,60 şi cu cca. 41% mai scăzut faţa de situaţia în care aceeaşi fereastră nu ar avea nici un fel de ecran de emisivitate scăzută (adică emisivitatea ar fi maximă). Concluzie: un termopan cu un „e” mai mic izolează mai bine.

Consider că la ora actuală în România, pentru majoritatea clienţilor, geamurile de termopan se vând cu condiţia de a fi foarte ieftine; dar, şi calităţile lor izolante sunt mai modeste.

Exemplul 2. Reluând exemplul anterior, putem spune că faţă de vechiul geam de bloc autohton, cu două rânduri de geamuri montate în rame de lemn (conf. STAS 1907-52), un geam termopan actual (fără nici un strat de protecţie, deci cu e= 1) pierde cu 14% mai puţină căldură, iar unul cu emisivitate scăzuta medie (e= 0,40) „izolează mai mult” cu cca. 32%.

 

Influenta microclimatului

Să revenim la problema impactului microclimatului asupra confortului uman prin prisma definirii sale ca o sumă a principalilor parametri ai aerului înconjurător: temperatura, umiditatea şi prospeţimea acestuia.

Fără a intra în detalii tehnice, simplificând expunerea, pentru a exista starea de confort, primele două caracteristici ar trebui sa aibă anumite valori, de iarnă şi, respectiv, de vară, astfel:

Vara: temperatura să fie cuprinsă în intervalul 23 - 27 oC, iar umiditatea (absolută) în intervalul 5,5 - 13,5 grame vapori/ kg aer, corespunzător unor umidităţi relative de cca. 30 – 60 %;

Iarna: în încăperi, temperatura să fie între 20 şi 24 oC, iar umiditatea absolută între 4 şi 12 grame vapori/ kg aer, corespunzător aceloraşi umidităţi relative de cca. 30 – 60 %;.

Valorile menţionate formează „colţurile unui patrulater neregulat” (în cunoscuta diagramă psihrometrică cu care se lucrează în climatizare).

Despre prospeţimea aerului nu este nevoie să insistăm: cu cât avem mai mult aer proaspăt, lipsit de nocivităţi, cu atât este mai bine.

Necazurile apar iarna, când pot apare suprafeţe interioare ale încăperii (de ex. pereţi, ferestre, tavane, lucarne etc.) cu temperaturi mai scăzute decât cele ale aerului.

Fiecare dintre noi ştim ce este roua; acele picături de apă care se strâng (condensează) pe firele de iarbă, când temperatura aerului coboară, vara, sub o anumită valoare; iarna, se produce bruma (când, aceleaşi picături de condens, îngheaţă).

În aer, apa rămâne sub formă de vapori atâta timp cât temperatura nu coboară sub aşa-numita temperatură a punctului de rouă, când presiunea vaporilor ajunge la saturaţie (adică vaporii „se satură” să mai zburde liberi prin aer, devenind picături de apă, prin condensare).

{Simplificând: la o anumită presiune atmosferică, pe un anumit obiect interior (de ex. o sticlă scoasă din frigider sau faţa interioară a geamului) se vor depune „broboane de apă” (va apare condensul) numai dacă obiectul, având o anumită temperatură, răceşte aerul din imediata sa apropiere care la rândul lui conţine o cantitate minimă de vapori de apă (exprimabilă în grame vapori de apă/ kilogram de aer); astfel se pot calcula, perechile de parametri de condensare la rouă temperatură-umiditate absolută [de ex. (în grade Celsius per gr. vapori/ kg. aer): -100/1,45; -2,50/3; +2,50/4,5; +100/7,6; +150/10,7]}. 

Sa vedem ce se întâmplă în cazul termopanelor.

Articol publicat în Revista UTIL, Anul V, nr. 3/2006 (partea I-a)

<<< înapoi