Parametrii higrotermici ai materialelor

Parametrii higrotermici ai materialelor

Parametrii higrotermici ai materialelor sunt acei parametrii care definesc impactul materialelor asupra performanței energetice. Pentru a studia performanța energetică a anvelopei unei clădiri, trebuie analizați următorii parametrii ai materialelor ce alcătuiesc anvelopa:

• conductivitatea termică (λ) (în W/mK);
• căldura specifică masică (c) (în J/kgK);
• densitatea (ρ) (în kg/m²);
• factorul de permeabilitate la vapori de apă / rezistența la vapori de apă (μ);
• rezistența termică totală unidirecționale (R), respectiv transmitanța termică unidirecțională (U);
• rezistența termică (R’), respectiv transmitanța termică (U’) totală corectată cu efectul punților termice; raportul dintre rezistența termică totală corectată și rezistența termică totală unidirecțională este coeficientul de reducere a rezistenței termice totale, unidirecționale (r);
• rezistența termică corectată, medie, pentru fiecare tip de element de clădire perimetral, pe ansamblul clădirii (R’_m);
• rezistență termică corectată, medie, a anvelopei clădirii (R’_M); respectiv transmițanță termică corectată, medie, a anvelopei clădirii (U’_M);
• transmitanța termică liniară a punților termice liniare, medie, a anvelopei clădirii Ψ_m [W/(mK)];
• transmitanța termică punctuală a punților termice punctuale, medie, a anvelopei clădirii χ_m [W/(K)].

Alți parametri utilizați sunt:

• indicele de inerție termică D;
• rezistența la difuzia vaporilor de apă;
• coeficienții de stabilitate termică pentru elemente de clădire (coeficientul de amortizare υ_T, coeficientul de defazaj ε, coeficientul de stabilitate Φ_i); pentru determinarea stabilității termice a încăperilor se calculează amplitudinea de oscilație a aerului interior A_Ti coeficientul de absorbtivitate a suprafeței corelat cu culoarea și starea suprafeţți;
• factorul solar pentru vitraje g;
• raportul de vitrare v = A_{tamplarie exterioara} / (A_{opacă pereti exteriori} + A_{tamplarie exterioara})

Conductivitatea termică (λ) (în W/mK)

Conductivitatea termică de calcul este valoarea conductivității termice a unui material sau produs de construcție, în condiții specifice. Conductivitatea este caracteristică pentru performanța acelui material, atunci când este încorporat într-un element de clădire.

Conductivitatea termică de calcul se stabilește pe baza conductivității termice declarate. Trebuie avute în vedere condițiile reale de exploatare referitoare la temperatura și umiditatea materialului.

Standardele care reglementează aceste aspecte sunt: SR EN ISO 10456:2008, SR EN ISO 10456:2008/AC:2010, SR EN 1745:2012, MP 022-02.

Pentru condițiile climatice din Romania

Conductivitatea termică de calcul este definită pentru o temperatură medie de 0°C și o umiditate de exploatare stabilită conform următoarelor convenții:

• pentru materialele nehigroscopice (care nu conțin sau nu păstrează apa de fabricație și nu absorb umiditatea din aer), conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată;
• pentru materialele higroscopice, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică corespunzătoare umidității de echilibru a materialului aflat într-un mediu ambiant cu temperatura de 23°C și umiditatea relativă de 50%.
• pentru materialele termoizolante care conțin în pori alte gaze decât aerul, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată, după un interval de timp de îmbătrânire, specific pentru fiecare tip de material.

Conductivitatea termică de calcul a materialului termoizolant se stabilește în funcție de:

• tipul și caracteristicile termotehnice ale materialului termoizolant prevăzut în proiectul inițial;
• deteriorarea caracteristicilor termoizolante ale materialului, produsă în timp, ca urmare a diferiților factori, dar în principal ca urmare a umezirii materialului prin infiltrații și/sau condens interior.

Conductivitatea termică se stabilește concret prin:

• examinarea proiectului inițial;
• identificarea materialului prin sondaje și/sau decopertări locale;
• determinări de laborator ale unor probe extrase “in situ”;
• examinarea stării în care se află materialul (în stare uscată, afectat de condens, igrasie sau infiltrații de apă, etc.)

Pentru a ține seama de efectul negativ al umezirii, îmbătrânirii și deteriorării în timp a materialelor care intră în alcătuirea elementelor de construcție și, în special, a materialelor termoizolante, asupra conductivității termice, valorile normate ale acestora vor fi corectate prin multiplicarea cu coeficienții de majorare a.

Coeficientul de majorare a al conductivității termice

La evaluarea performanțelor termice ale clădirilor existente, conductivitatea termică a materialelor se vor majora cu coeficientul a.  Coeficientul de majorare aferent unui material de construcții se obține prin multiplicarea coeficientului care depinde de vechimea materialului cu cel mai mare din coeficienții care depind de starea materialului (condens, igrasie, infiltrații).

λ = a * λ_normat

Următorul tabel prezintă toți coeficienții de majorare, în funcție de starea și vechimea lor.

Coeficienţi de majorare a conductivităţii termice a materialelor de construcţie în funcţie de starea şi vechimea lor

Factorul rezistenței la permeabilitate la vapori (μ)

Factorul rezistenței la permeabilitate la vapori, al unui material este o mărime adimensională care arată de câte ori stratul de material este mai puțin permeabil decât un strat de aer de aceeași grosime. Factorul rezistenței la permeabilitate la vapori este utilizat la verificarea elementelor de clădire componente ale anvelopei clădirii la riscul de condens interstițial.