Teza Doctorat Marinela Precup

  • Published on
    17-Dec-2015

  • View
    45

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

  • Universitatea Tehnica de Construcii Bucuresti Facultatea de Inginerie a Instalatiilor

    Tema: Contributii privind auditarea energetica a cldirilor noi i existente

    Doctorand: Ing. Marinela PRECUP (Ivan)

    Conductor tiinific: Prof. univ. dr. ing. Florin IORDACHE

    2011

    ROMANIA

    Ministerul Educatiei, Cercetarii i Inovarii

  • 2

    Cuvant inainte

    In tarile Uniunii Europene, 40% din consumul total de energie se realizeaza n cldiri. Din energia consumata n cldirile rezidentiale 65% se obtine prin arderea combustibililor fosili, energia electrica reprezinta cca 25%, iar restul de cca 10% diferirte surse regenerabile. Arderea combustibililor fosili are ca efect emisia unor noxe care conduc la intensificarea efectului de sera i n mod direct la schimbari climatice globale. In absenta unor tehnologii avansate ca performante de retinere i procesare a gazelor rezultate, singura metoda de reducere a emisiilor de gaze cu efect de sera este creterea eficientei intregului lant de transformari energetice dintre sursele de producere, transport, distributie i consumatorii finali cldirile. Ponderea energiei consumate n cldiri este foarte importanta, astfel ca acest sector ofera un potential urias de reducere majora a consumurilor de energie i ca o consecinta fireasca asupra reducerii emisiei de gaze cu efect de sera.

    Una din masurile adoptate pe scara larga n Europa i n Romania vizeaza creterea performantei energetice a cldirilor i implementarea programelor de reabilitare termica. Metodologiile de diagnosticare energetica a cldirilor au fost promovate n tarile Uniunii i Certificatul energetic a devenit o prezenta constanta i o necesitate n viata tehnica a cldirii. Cu toate acestea, n Romania rapoartele de audit, expertizele energetice ale unei cldiri sunt inca subiecte aflate n discutii prelungite, critici i revizuiri, atat ca proceduri metodologice cat i ca informatii tehnice, simtindu-se absenta unor instrumente eficiente de verificare a acuratetii calculului unui audit energetic. Principalul obiectiv al acestei teze este a analiza comparativ metodologia romaneasca cu cea din tari avansate din Europa, membre UE i non UE i de a gasi un instrument - o formula de calcul experimentala prin care rigoarea masurilor de auditul energetic sa poata fi confirmata cu o eroare sub 10%. Cuvintele cheie ale lucrarii sunt: regim termic, performanta energetica, masurare directa, comparare metodologii de calcul, studii de caz, soluii practice, modele de predictie. In ansamblu lucrarea se doreste a fi o premisa, de fapt un inceput al adaptarii conceptelor europene i a eficientizarii clasificarii energetice a cldirilor la conditiile complexe economice i sociale ale Romaniei, n perspectiva i a strategiei de accesare a fondurilor europene pentru programele nationale de reabilitare termica derulate cu i prin efortul statului roman.

    In acest moment de bilant profesional i de incercare a cuceririi uneia dintre ultimele mari redute profesionale imi exprim intreaga gratitudine fata de conducatorul stiintific, dl profesor universitar dr. ing. Florin Iordache, pentru sustinerea generoasa a efortului meu de dobandi rigoarea stiintifica impusa de interdisciplinitatea temei lucrarii de doctorat dar i de a aborda corect tema propusa.

    De-a lungul celor trei ani de studii doctorale am beneficiat de un dialog sistematic i recomandari cu deosebita competenta din partea dlui profesor universitar doctor ing. Dragos Hera, a d-lui profesor universitar dr. ing. Gabriel Ivan, a d-nei profesor universitar dr. ing. Raluca Frunzulica, de generoasa solidaritate a d-nei profesor universitar dr. ing. Ana-Maria Bianchi, a d-lui profesor universitar dr. ing. Serban Lazar, a d-nei profesor universitar Iolanda Colda, a d-nei conferentiar dr. ing. Anica Ilie. De fapt, cu multi dintre dumnealor am continuat un dialog profesor student inceput cu multi ani n urma n cadrul facultatii noastre. Le transmit i pe aceasta cale recunostinta mea, cele mai calde multumiri i speranta continuarii colaborarii cu universitatea noastra n proiecte viitoare.

    Cu acest prilej, multumesc profesorilor mei din facultate pe care nui pot uita i datorita carora am dobandit o baza solida i serioasa de cunostinte tehnice care m-au ajutat n tot drumul profesional parcurs de dup absolvirea facultatii cu eforturi de cele mai multe ori epuizante: d-lui academician profesor dr. ing. Liviu Dumitrescu membru al Academiei Romane, d-lui prof. universitar dr. ing. Cornel Bianchi, d-lui profesor universitar dr. ing. Florea Chiriac, d-lui prof. universitar dr. ing. Mihai Ilina, d-lui profesor universitar dr. ing. Traian Cruceru, d-lui profesor universitar dr. ing. Virgil Petrescu, tuturor profesorilor i asistentilor nostrii din facultate din anii 80.

    Multumesc Excelentei Sale d-lui Ambasador Livio Hurzeller i directoarei mele din SECO/Berna, d-na ing. Brigitte Cuendet, pentru incurajari, solidaritate i pentru maniera n care mi-au impartasit ideile dumnealor cu exigenta, incredere deplina, consecventa i prietenie.

  • 3

    Multumesc specialistilor firmei Poyry AG Zurich, n mod deosebit d-lui dr. ing. Max Keller colaborator apropiat care mi-a pus la dispozitie cu mare promptitudine i generozitate un bogat material documentar i cu, care am schimbat pe parcursul mai multor ani multe idei tehnice privind sistemele de incalzire urbana, eficienta energetica i metode de ridicare a performantelor tehnice.

    De asemenea multumesc pe aceasta cale colegilor mei, n mod special colegei mele drd. ing. Aurelia Simion, care m-a sustinut n momentele dificile ale derularii acestei solicitante perioade de studii.

    Nu n ultimul rand, multumesc intregii mele familii, sotului meu care mi-a inteles hotararile i m-a spijinit permanent cu multa rabdare i intelegere, precum i parintilor pentru educatia acordata cu un efort apropiat de sacrificiu.

    Si inainte de orice, multumesc bunului Dumnezeu pentru ajutorul permanent n drumul meu prin viata, pe fiecare treapta profesionala i personala, spre care m-am indreptat intotdeauna cu oarecare teama, cu multa truda, dar cu speranta nedisimulata i cu binecuvantarea Lui.

    Autorul spera ca rezultatele cautarilor sale vor fi utile specialistilor implicati n tot ceea ce inseamna subiectul cresterii performantei energetice a cldirilor. Orice apreciere constructiva transmisa prin e-mail m.ivan@clicknet.ro; marinela.ivan@eda.admin.ch este binevenita pentru depasirea propriilor limite i pentru realizarea unor obiective coerente i riguroase n acest domeniu de importanta nationala.

    Bucuresti, august 2011

  • 4

    Motto:

    Everybody is affected n one way or another by buildings we are born n them, live n them, work n them, and more often than not die n them, yet the layman probably knows less about them than almost anything else that affects his life. Richard Reid, Book of Buildings, Peerage Books, London, 1984, p. 8.

    Fiecare este afectat intr-un fel sau altul de cldiri ne nastem n ele, traim n ele, muncim n ele i cel mai adesea daca nu chiar murim n ele, un profan stie probabil mai putin despre ele decat despre orice altceva care ii afecteaza viata. Richard Reid, Cartea cldirilor, Peerage books, Londra 1984, p.8.

  • 5

    Cuprins Pagina

    1. Introducere...........................................................................................................................7

    2. Cercetare documentare i analiza comparativa proceduri auditare energetica....12

    2.1. Metodologii de auditare energetica n tarile UE, Elvetia12 2.2. Programe de eficienta energetica n tarile UE, Elvetia...13 2.3. Analiza teoretica comparativa cu terminologia i metodologia nationala17 2.4. Concluzii preliminare....34

    3. Cercetare i analize teoretice. Modelarea proceselor de transfer termic n regim stationar prin elementele opace i transparente de construcie. Studii de caz..37

    3.1. Transferul termic n regim stationar prin elementele opace de construcie multistrat. Regim stationar. Rezistente termice n serie i n paralel n cadrul elementelor de construcie.38

    3.2. Transferul termic prin elementele transparente de construcie45 3.3. Transferul termic prin elementele opace de construcie multistrat. Regim

    nestationar..54 3.4. Transfer termic n regim nestationar. Matricea de transfer armonic perete

    multistrat.58 3.5. Stabilitatea termica a incaperilor incalzite (I)..66 3.6. Stabilitatea termica a incaperilor incalzite (II).73 3.7. Studiu de caz. Perete multistrat regim stationar; Fereastra simpla; Fereastra tripla;

    Transfer prin sol; Perete nestationar; Bilant termic incapere81 3.8. Concluzii preliminare.90

    4. Performanta energetica a cldirilor. Analiza teoretica92

    4.1. Principii generale de calcul i evaluarea performatei energetice a cldirilor92 4.2. Rezistenta termica medie a anvelopei cldirii. Coeficientul global de izolare termica

    al cldirii.94 4.3. Evaluarea consumului anual de caldura n perioada sezonului rece97 4.4. Importanta solicitarii climatice asupra consumului de caldura anual pentru

    incalzire..98 4.5. Studiu de caz. Analiza energetica. Concluzii preliminare.100

    4.5.1. Componentele consumului anual de energie termica pentru Incalzire....100 4.5.2. Analiza energetica....101 4.5.3. Concluzii preliminare..109

    5. Performanta energetica a cldirilor. Certificat energetic110

    5.1. Principii generale de calcul...110 5.2. Studiu de caz.111 5.3. Analiza rezultatelor economice i tehnice pe tip de pachete de soluii..133 5.4. Evaluarea costurilor de investitii tehnice pe tipuri de pachete de soluii.....135 5.5. Analiza comparata (teorieexperiment) n vederea validarii modelelor teoretice.