MĂSURI DE ÎMBUNĂTĂŢIRE A EFICIENŢEI ENERGETICE ÎN CLĂDIRI PUBLICE

Eficiența energetică și importanța asigurării confortului în clădiri publice 

Clasa de eficiență energetică a clădirilor

O cladire se poate incadra intr-o clasa energetica sau alta, in functie de “performantele” sale. Cu alte cuvinte, clasa energetica este o “notă” dată clădirii in functie de capacitatea acesteia de a economisi energie.

Conform p.4 [4] în scopul calculului performanţei energetice a clădirilor, se aplică clasificarea proiectată și clasificarea standard. Clasificarea proiectată se efectuează la etapa de planificare şi proiectare a unei clădiri noi sau a unei clădiri existente supuse renovării majore. Clasificarea standard reprezintă performanţa energetică integrată a întregii clădiri şi constituie bază pentru încadrarea clădirii în clasă energetică conform prevederilor art. 10 alin. (5) din [1].

Clasă energetică – sistem de măsură, de la "A" la "G", pentru indicarea performanţei energetice a clădirii.

Conform p.8 [4] performanţa energetică a clădirii se determină prin calcul şi se exprimă prin indicatori numerici ai consumului de energie în energia primară şi emisii de dioxid de carbon. Pentru categoriile de clădiri prevăzute în art. 3 alin. (2) din [1], se clasifică inclusiv și locul de consum al energiei pentru încălzire şi apă caldă. Clădirile sunt clasificate în funcție de performanţa energetică în clase energetice cuprinse între A (A0) şi G. La baza certificării energetice se află calcularea şi clasificarea clădirilor pe categorii. Fiecare clasă se exprimă printr-un şir numeric. Certificarea energetică este obligatorie pentru toate cazurile specificate în art. 3 alin. (1) și (2) din [1]. În restul cazurilor, certificarea energetică este voluntară. În cazul în care o clădire dispune de un sistem comun de încălzire, în baza certificării energetice a clădirii, se efectuează certificarea energetică pentru un singur apartament sau o parte separată a clădirii cu o altă destinaţie. Nu se efectuează certificarea energetică doar pentru un apartament dintrun bloc de locuinţe.

Clasa energeticaă prevede 7 categorii - “Note” care sunt de la A la G insa fiecare clasa are in spate un punctaj de la 1 la 100 stabilit in functie de multi parametrii. La stabilirea clasei energetice sunt luate in calcul cele mai diverse criterii: grosimea peretilor, tipul de zidarie, tipul de acoperis, starea subsolului, starea coloanelor de incalzire, performanta sistemului de incalzire sau de ventilare. Toate aceste informatii se obțin prin cercetarea la fața locului de către auditorul autorizat, din documentele specifice sau, in lipsa acestora, din informațiile provenite de la proprietar sau prin măsuratori specifice. Clasa energetica A presupune un consum de mai putin de 125 kwh/m²/an, energie consumata pentru asigurarea conditiilor optime – temperatura, iluminat, apa calda. La polul opus, clasa energetica G presupune un consum de peste 820 Kwh/m²/an.

Majoritatea clădirilor din Romînia se incadrează in acest moment in clasa C sau D. Nici chiar cladirile noi, cele mai multe din ele, nu intra in clasa A, decît dacă au fost special proiectate și construite in acest sens. Ideal, în acest moment, este de a duce o cladire in clasa B sau C, iar măsuri urgente ar trebui luate pentru cladirile din clasa E, F sau G.

Totusi, prin masuri specifice și prin reducerea cheltuielilor performanța energetică a unei cladiri se poate imbunatați substanțial.

Concepte de clădiri eficiente energetic

O clădire care foloseste pe durata proiectării, construirii și operării strategii in vederea reducerii consumului de energie și a minimilizării sau eliminării impactului negativ asupra planetei, poate fi considerată clădire eficientă energetic. În present există mai multe concepte de clădiri:

                                               1.Clădiri cu consum zero de energie

• consumul specific de energie egal cu zero;

• ineficiența din punct de vedere economic;

• investiții mari de capital.

                                                                2. Clădiri Pasive

•  utilizarea surselor de energie netradiționale (regenerabile); reducerea consumului de energie din surse tradiționale;

• structuri de închidere performante;

• un număr mare de ferestre pe fațada  cu orientarea spre sud;

• utilizarea căldurii din aerul evacuat și din apele uzate;

• consumul specific de energie nu este mai mare de 15 W / m².

                                                      3.Clădiri bioclimatice

• utilizarea puternică a spațiilor vitrate;

• armonie cu natura.

                                                        4. Clădire sănătoasă

• îmbunătățirea microclimatului interior;

• protecția mediului;

• aplicarea materialelor de construcție ecologice.

                                                           5.Clădiri inteligente

• clădiri de înaltă tehnologie:

• utilizarea tehnologiei informatice pentru optimizarea fluxului de căldură și aer din incintă;

• ecologică.

                                  6.Clădire neutră din punct de vedere energetic

 • reducerea necesității și a utilizării energiei;

• utilizarea surselor de energie regenerabile;

• utilizarea optimă a energiei solicitate.

                                                             7.Clădire cu apă neutră:

 • limitarea nevoii de utilizare a apei;

 • eficiența utilizării apei;

 • utilizarea apei curate.

                                          8.Clădire cu materiale de construcție neutre

 • reducerea necesității materialelor de construcție;

 • utilizarea secundară/ вторичное a materialelor de construcție.

                                                               9. Clădiri verde

O cladire verde sau “sustenabila” raspunde nevoilor generației actuale fără sa compromită capacitatea generatiilor viitoare de raspunde propriilor nevoi.

Noile tehnologii pentru construirea de clădiri verzi  sunt îmbunătățite în mod constant, scopul principal al acestei idei este de a reduce influența generală a dezvoltării asupra mediului și a sănătății umane, care se realizează prin:

• utilizarea eficientă a energiei, apei și a altor resurse;

• atenția acordată menținerii sănătății oamenilor și îmbunătățirii eficienței lucrătorilor;

• reducerea deșeurilor, emisiilor și altor efecte asupra mediului.

Casă pasivă. O casă pasivă este o clădire in care temperatura comfortabilă a camerei de aprox. 20°C poate fi obţinută fără sisteme convenţionale de incălzire şi răcire. Astfel de clădiri sunt denumite “pasive” pentru că o parte predominantă din căldura necesară provine din surse “pasive”, de ex.: expunerea solară, căldura emisă de cei care sunt in cameră şi elementele tehnice. Un aport in plus de căldură poate fi distribuit in camere printr-un sistem controlat de ventilaţie cu recuperare de căldură. Necesarul anual pentru incălzirea unei case pasive este foarte scăzut – pentru Europa Centrală de aproximativ 15 kWh/m²/an. Necesarul minim poate fi asigurat prin incălzirea aerului furnizat de sistemul de ventilaţie - un sistem care este necesar in orice caz. Obiectivul este de a păstra un consum total combinat de căldură, apă caldă şi energie electrică sub 120 kWh/m2/an. Prin ce se distinge casa pasivă: forma compactă şi buna termoizolare, orientare către sud şi fără umbrire, ferestre cu geamuri şi tamplărie eficiente energetic, anvelopa termică şi inchiderea ermetică a clădirii, sistem de preincălzire pasivă a aerului proaspăt, sistem de ventilaţie cu recuperare de căldură cu randament crescut, sistem solar pentru apa caldă menajeră, electrocasnice din clasa energetică A sau superioară. Designul case pasive este un proces holistic de planificare şi realizare. Poate fi folosit atat la schiţarea clădirilor noi cat şi la enovarea energetică a celor existente.

Asigurarea confortului în clădiri publice

Cea mai mare  parte a timpului omul își desfășoară activitatea sau se odihnește în interiorul încăperilor. Deci apare necesitatea de a crea unele condiții care se ofere din punct de vedere igienic un mediu potrivit pentru trai sau muncă cu un randament căt mai ridicat.

Senzația de confort este legată pe de o parte de anumiți factori legați de schimbul normal de căldură dintre om și mediul înconjurător, iar pe de altă parte de factori dirivați cum ar fi: puritatea aerului, nivelul de zgomot, elemente estetice ale încăperii, gradul de iluminare, gradul de ionizare etc. Starea de confort este influențată de asemenea de îmbrăcăminte, de felul activității, sex, vîrstă, anotimp…

Rolul principal în cadrul condițiilor de microclimă îl au un comlex de parametri care asigură omului senzația de confort termic optim cum ar fi

-          temperatura aerului interior ;

-          viteza de mişcare a aerului interior  ;

-          umiditatea relativă a aerului interior  ;

-          temperatura medie radianta a suprafeţelor delimitatoare .

Din punct de vedere sensorial, confortul termic însemnă lipsa senzației neplăcute de frig sau cald, iar din punct de vedere biologic asigurarea evacuării căldurii interne a omului fără suprasolicitarea sistemului termoregulator.

Îmbrăcămintea. Joacă un rol important asupra senzaţiei de confort. Se poate resimţi senzaţia de bine, foarte rapid, într-o încăpere mai rece, dar cu o îmbrăcăminte mai groasă şi, invers, într-o încăpere mai caldă, cu o îmbrăcăminte mai lejeră. Izolaţia termică dată de o ţinută vestimentară poate varia în limite foarte largi. Unitatea fizică pentru rezistenţa termică a îmbrăcămintei este ,,clo” şi are valoarea 0,155 m²K/W (conform ISO 7730). Dorinţa de a avea temperaturi mai mari în încăperi este justificată în parte, prin faptul că la textilele folosite astăzi, coeficientul de conductivitate termică λ este mai mare la materialele sintetice (λ = 0,20 W/mK) decât la lână şi bumbac (λ = 0,05 W/mK).

Tabelul  1.  Rezistenţa termică pentru diverse combinaţii vestimentare

Nr.	Vestimentaţia	Rezistenţa termică [clo]
1	Subiect dezbrăcat	0
2	Îmbrăcăminte lejeră (şort, cămaşă)	0,5
3	Cămaşă, pantaloni, şosete şi încălţăminte	0,7
4	Salopetă clasică de lucru	0,8…1,0
5	Ţinută sport cu vestă	1,0
6	Îmbrăcăminte sub salopetă	1,25
7	Ţinută de iarnă	1,5…2,0

Intensitatea activităţii. Este caracterizată prin degajarea de căldură a organismului uman. Unitatea de măsură se numeşte „met”, M (metabolic rate), 1 M (met) = 58 W/m².  Pentru evaluarea confortului termic a fost propusă scala a valorilor așteptate ale senzației de căldură (P_MV) cu ajutorul căreia se poate evalua numeric sentimentul subiectiv psihofiziologic al omului.

senzaţie termică pe care o simte ocupantul în încăpere poate fi caracterizată de valoare lui P_mv. Corelaţia între valoarea lui P_mv şi senzaţia termică este dată în tabelul 2.

tabelul 2. Corelaţia P_mv - senzaţie termică

Pmv	Senzaţia termică
3	Foarte cald
2	Cald
1	Puţin cald
0	Neutru
-1	Puţin frig
-2	Frig
-3	Foarte frig

Referințe bibliografice:

1.    Legea nr. 128 din 11.07.2014 privind performanța energetică a clădirilor (Monitorul Oficial al Republicii Moldova, 2014, nr. 297-309, art. 609);

2.    NCM E.04.01-2006 Protecția termică a clădirilor.

3.    CP E.04.05-2006 Proiectarea protecției termice a clădirilor.

4.    NCM M.01.02:2016 Performanța energetică a clădirilor Metodologia de calcul al performanței energetice a clădirilor. (Proiect).

5.    CP G. 04.01-2002 Certificatul energetic al clădirii.

6.    Performanţa energetică a clădirilor. Glosar de termini În limba engleză şi în limba română. 2009. P. 26.

7.    Справочное пособие «Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха», под ред. Л.Д.Богуславского и В.И.Ливчака, Стройиздат, М., 1990.

8.    Здания высоких технологий - возможности современного строительства. Юрий Андреевич Табунщиков, доктор техн. наук, член-корреспондент РААСН, Президент НП "АВОК

9.    Табунщиков Ю.А. Энергоэффективные здания в Москве, Сб. материалов междунар. конференции-выставки в Москве «Уникальные и спец. технологии в строительстве», апрель 2006.

10.  Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. – 162 с.

11.  P. Ole Fanger. Качество внутреннего воздуха в XXI веке: B поисках совершенства. //АВОК – 2000. –  №2.

12.  Performanţa energetică a clădirilor. Glosar de termini În limba engleză şi în limba română. 2009. P. 26.

Elementele de bază ale instalațiilor inginerești care influențează consumul de energie în clădiri

Consumul de energie termică pentru încălzire, cu referire la energia primară la nivelul sursei termice, depinde, atât de sarcina termică a consumatorului, cât şi de performanţele de ansamblu ale instalaţiei şi de caracteristicile constructive şi funcţionale ale elementelor componente. Elementele semnificative  ale instalaţiei de încălzire, care prezintă un interes  pentru reducerea consumurilor energetice sunt [2]:

• cazanul (randament la condiţii nominale şi la sarcini parţiale, nivelul de temperatură a agentului termic);
• pompele de circulaţie (randament, parametrii punctului de funcţionare pe curba caracteristică);
• reţeaua de conducte (termoizolaţie, pierderi de sarcină, debit vehiculat);
• elemente de automatizare (reglarea furnizării căldurii în funcţie de necesităţile consumatorului);
• corpurile de încălzire (eficienţă termică, termostatare);
• contoare de energie termică (contorizare până la nivelul consumatorului individual);
• sistemul de monitorizare a parametrilor instalaţiei;
• staţia de tratare a apei de adaus (dedurizare, pentru preîntâmpinarea depunerilor pe suprafeţele de schimb de căldură).
• Consumul de energie pentru sistemele de ventilare/climatizare, pentru vehicularea aerului şi pentru încălzirea/răcirea lui depinde, atât de sarcina termică de răcire/încălzire cât şi de performanţele elementelor componente ale instalaţiei. Elementele semnificative ale instalaţiei de ventilare/climatizare, care prezintă un interes major pentru reducerea consumurilor energetice sunt:
• ventilatoarele (randamentul, parametrii punctului de funcţionare de pe curba caracteristică, piese speciale de racordare a ventilatorului la tubulatură);
• priza de aer proaspăt (rezistenţa aeraulică);
• filtrul de praf (gradul de colmatare - rezistenţa aeraulică);
• reţeaua de canale de aer (rugozitate, pierderi de sarcină, termoizolaţie, etanşeitate);
• organele de reglaj-clapete, jaluzele (pierderi de sarcină minime în poziţia de funcţionare normal-deschis);
• gurile de refulare şi de aspiraţie a aerului (pierderi de sarcină);
• camera de amestec (raportul de amestec; folosirea recirculării aerului în măsura maxim posibilă);
• baterii de încălzire/răcire a aerului (pierderea de sarcină pe partea de aer şi pe partea de apă; parametrii agentului termic; eficienţă termică; piesele speciale de racordare a bateriilor la canalele de ventilare);
• agregatul pentru producerea apei răcite (randament);
• recuperatorul de căldură/frig din aerul evacuat (eficienţa termică);
• pompele de circulaţie agenţi termici (randament, parametrii punctului de funcţionare pe curba caracteristică);
• sistemul de monitorizare a parametrilor instalaţiei (AMC, telegestiune);
• elementele de automatizare (reglarea parametrilor regimurilor de funcţionare);
• surse neconvenţionale de energie şi pompe de căldură

Instalaţiile sanitare asigură furnizarea apei reci şi a apei calde la punctele de consum ale obiectelor sanitare din clădire; apele uzate rezultate după folosire sunt colectate şi evacuate la exterior în sistemul de canalizare.Consumul de energie al instalaţiilor sanitare se datorează consumului de apă (energie electrică de pompare) şi preparării apei calde menajere (energia termică pentru încălzirea apei). Elementele semnificative ale instalaţiei sanitare, care prezintă un interes pentru reducerea consumurilor energetice sunt:

·         pompele şi sistemele de ridicare a presiunii apei / hidroforul (randament, parametrii punctului de funcţionare pe curba caracteristică, numărul de porniri - opriri într-o oră etc.);

·         armăturile obiectelor sanitare (etanşeitatea, consumul specific de apă, timpul de folosire la o utilizare);

·         încălzitoarele de apă caldă (randament);

·         reţeaua de distribuţie a apei (etanşeitate);

·         conductele de apă caldă menajeră (izolarea termică);

·         reţeaua de recirculare a apei calde menajere (funcţionalitatea pompei de recirculare, izolarea termică a conductelor, locul de la care se face recircularea apei calde);

·         contoarele de apă rece şi de apă caldă (la nivel de imobil şi la nivelul consumatorului);

·         elemente de automatizare (la pompe şi staţiile de hidrofor; la instalaţia de preparare a apei calde menajere);

·         sisteme solare de încălzire a apei (eficienţa termică; conlucrarea cu sistemele “clasice” de preparare a apei calde menajere).

Instalaţiile electrice obişnuite se împart în două mari tipuri: instalaţii electrice de iluminat şi instalaţii electrice de forţă.

Instalaţiile electrice de iluminat asigură, într-o încăpere sau zonă de lucru, vizibilitatea bună a sarcinilor vizuale şi realizarea acesteia în condiţii de confort vizual, atât în lipsa totală a iluminatului natural (diurn) cât şi în situaţia în care acesta este insuficient. Iluminatul este însoţit de degajări de căldură (sporuri), care pot fi favorabile pe durata sezonului rece (micăşorează necesarul de căldură), dar defavorabile pe durata sezonului cald (măreşte sarcina termică ce trebuie evacuată).

Instalaţiile electrice de forţă asigură alimentarea cu energie electrică a receptoarelor electrice. Receptoarele electrice sunt aparate care transformă energia electrică într-o altă formă de energie utilă omului cum ar fi:

·         motoarele (transformă energia electrică în energie mecanică);

·         cuptoarele electrice (transformă energia electrică în energie termică);

·         transformatorul electric (transformă energia electrică de anumiţi parametrii în energie electrică de alţi parametrii).

Consumurile de energie electrică în clădirile publice au o pondere însemnată în consumul total de energie. Punctele semnificative ale instalaţiilor electrice şi care prezintă un interes pentru reducerea consumurilor energetice sunt:

·         corpurile de iluminat (stabilirea corectă a numărului de corpuri de iluminat şi implicit a numărului de surse de lumină - lămpi - în funcţie de nivelul de iluminare necesar într-o încăpere; prevederea unor corpuri de iluminat care asigură compensarea energiei electrice reactive prin condensatoare montate în corpurile de iluminat dotate cu lămpi fluorescente; corpuri de iluminat cu randament ridicat din punct de vedere al fluxului luminos; corpuri de iluminat dotate cu lămpi cu eficacitate luminoasă ridicată; starea de curăţenie a corpurilor de iluminat şi a suprafeţelor reflectante);

·         receptoare electrice de forţă (prevederea de receptoare electrice cu motoare cu randament înalt);

·         ansamblul de conductoare sau cabluri şi elemente de comutaţie locală (buna dimensionare a circuitelor electrice în vederea reducerii pierderilor de tensiune, aparate de mică comutaţie, comutatoare, care să asigure sectorizarea iluminatului în încăperi sau variatoare care permit reglarea fluxului luminos dintr-o încăpere în funcţie de aportul de lumină naturală şi de tipul activităţii desfăşurate în încăpere;

·         contoare (prevederea de contoare atât pentru consumurile de energie activă cât şi pentru cele de energie reactivă, prevederea de contoare cu tarife diferenţiate noapte-zi);

·         baterii de condensatoare (instalarea de baterii de condensatoare montate în paralel cu consumatorii pentru îmbunătăţirea factorului de putere şi pentru economie de energie).

              Alegerea orientării geografice a clădirilor rectangulare

Pentru micșorarea aporturilor de căldură în perioada caldă a anului este recomandată orientarea clădirilor pe axa longitudională E-V. Unii autori confirmă că, în funcție de orientarea clădirii se poate obține reducerea cheltuelilor de exploatare cu 15-18% [5]. Este necesar de luat în considerare caracterul construcțiilor înconjurătoare, acțiunea lor asupra schimbării presiunii vîntului pe îngrădiri și răspîndirea noxelor de la obiectele industrial adiacente. Intrările în clădiri se recomandă de amplasat în partea opusă vîntului, ceea ce reduce consumurile de energie la tratarea și deplasarea aerului pentru perdele de aer. Pentru argumentarea soluțiilor de planificare spațială a clădirilor și a sistemelor de ventilare-climatizare, în cazul unui plan urbanistic complex și diversificat, este benefic preventiv pe modelul clădirii de a cerceta distribuția presiunii vîntului pe îngrădiri cu orientări diferite, și paralel - distribuția concentrației nocive, îndeosebi în imediata apropiere de prizele de aer proaspăt, de asemenea schimbarea gradului de insolație a îngrădirilor pe durata zilei. Orientarea spaţiilor faţă de punctele cardinale duce la reconsiderarea conceptului de proiectare arhitecturală. Se urmăreşte folosirea spaţiilor centrale de tip seră sau atrium pentru stimularea aporturilor pasive şi a obţinerii unei ventilaţii naturale şi a unui iluminat natural pe o perioadă cât mai extinsă a zilei.

Alegerea rațională a formei clădirii la etapa de proiectare

În condiții similare aporturile și pierderile de căldură prin îngrădirile exterioare sunt mai mici pentru clădirile pătrate și rotunde în plan, de formă cilindrică, cubică sau sferică. Astfel de clădiri cu aceeasi suprafață utilă, au o suprafața pereților exterior mai mică de cît a clădirilot de formă paralelipipedă, dreptunchiulară în plan.

După părerea unor specialiști în domeniul construcțiilor, în următorii ani se va manifesta o tendință de proiectare și construcție a clădirilor administrative în formă piramidală, cilindrică, sferică care permit reducerea materialelor de construcție la îngrădirile exterioare și micșorarea consumurilor de energie în sistemele de ventilare, condiționare și încălzire.

În tabelul 1 se prezintă modificarea relativă a consumului de energie, în funcție de forma clădiri pentru același volum.

Tabelul 1 Modificarea relativă a consumului de energie, în funcție de forma clădirei pentru același volum

	Forma clădirei
	Cub	Cilindru	Semisferă	Piramida	Paralelepiped
Coeficientul de consum de energie	1,0	0,98	0,96	1,12	> 1,3

Diminuarea aporturilor de căldură de la radiația solară prin mijloace arhitecturale

Pelicule de protecție solară- cu pulverizare metalică au capacitatea de a reflecta razele infraroșii (termice). Aceasta permite de a evita supraîncălzirea încăperilor vară și a micșora pierderile de căldură iarna ( cu 20-40%).

Jaluzelele de exterior- dispozitive care împiedică trecerea luminii și căldurii soarelui. Construcții moderne de jaluzele de exterior sunt: jaluzele de tip rulou, jaluzele venețiene și copertine. Cercetările efectuate prin modelare prognozează pentru perioda de vară reducerea consumului de energie cu 6-7%. Utilizarea jaluzelelor exterioare poate să excludă sistemul de climatizare pentru vară.

     

Sisteme de protecția solară de tip rulou reprezintă: unul din accesoriile folosite în sectorul tîmplăriei, atît la clădiri noi și la cele reabilitate, fiind realizate din lemn,PVC sau aluminiu (lamele umplute cu spumă poliuretanică). Ca parte integrantă a fațadei, cutia pentru rulouri poate crea punte termică. Sunt necesare măsuri de protecție termică locală care să asigure valori necesare ale coeficientului de transfer termic U.

   Cea mai răspăndită tehnică arhitecturală privind reducerea aporturilor de căldură de la radiația solară reprezintă crearea zonei de umbrire. De aceea se urmăreşte amenajarea clădirilor cu logii, balcoane, copertine orizontale, vizier, nervuri verticale, ferestre adîncite în grosimea pereților, sau prispe care au rolul de a proteja parţial sau total anumite zone expuse radiației solare.

   

Realizarea unui acoperiş verde (terasă grădină)

Folosirea acoperişurilor verzi pentru a recupera spaţiile plantate dezlocuite de construcţiile noi este un deziderat al noilor principii de proiectare. Aceasta se datorează în mare parte proprietăţilor deosebite pe care le au, obţinute prin metode relativ uşor de realizat şi prietenoase faţă de mediu: păstrarea căldurii în interior pe timpul iernii şi păstrarea unui climat interior răcoros în timpul verii, prelungirea duratei de viaţă a acoperişului, producerea activă de oxigen şi consumarea dioxidului de carbon, purificarea aerului şi reţinerea particulelor de praf existente în atmosferă, reglarea şi reţinerea umidităţii prin asigurarea unui microclimat sănătos, izolarea fonică sporită a spaţiilor interioare şi creşterea gradului de protecţie contra focului a elementelor de construcţie, stocarea temporară a apelor pluviale şi eliberarea treptată spre canalizare a acestora, protejând instalaţiile de canalizare şi evitând posibilitatea producerii de inundaţii ca urmare a unor ploi torenţiale.

Sistemul extensive presupune un strat foarte subțire de sol pe care cresc plante extreme de tolerante care nu implică o ingrijire special. Soluția presupune îndepărtarea doar a straturilor de protecție a hidroizolației cu efectuarea unor remedieri locale, dispunerea unui strat de protecție termică suplimentară din polisteren extrudat și a straturilor care intră în alcătuirea terasei grădină.

Utilizarea dispozitivelor de umbrire

În calitate de dispozitive de umbrire pot fi utilizate jaluzele, zăbrele protectoare de soare, rulouri, copertine și draperii. Cea mai mare intensitate a radiației solare vara se observă pe îngrădirile de protecție orientate spre est și vest, toamna – spre sud-est și sud-vest, iarna – spre sud.

Pentru a exclude funcționăria concomitentă a sistelului de încăzire și răcire într-o clădire, se utilizează juluzele tubulare interioare care absorb căldura, răcite cu apa recirculată. De obicei aceste jaluzele au lamele verticale. Testarea acestora la diferența de temperatură de 11°C între aerul interior și exterior și temperature apei de 27-32°C, au demonstrat că astfel de jaluzele permit pătrunderea doar a 12% din cantitatea totală de căldură, care trece prin sticla simplă. Concomitent se micșorează cu 25% schimbul de căldură prin transmisie.

Copacii [3] cu coroană bogată au efect de umbrire pe timpul verii şi lasă razele Soarelui să însorească clădirea pe timpul iernii, perioadă în care îşi pierd frunzele. Aceşti copaci, plantaţi în imediata vecinătate a clădirii, ajută eficient în realizarea controlului pasiv al umbririi. Plantele în general şi copacii în mod special produc răcirea prin evaporare pe timpul verii, dar efectul psihologic poate fi socotit mult mai important decât influenţa asupra temperaturii exterioare şi implicit din interiorul clădirii.

Conform p.33.[1], măsurile de economisire a energiei trebuie să fie ordonate în ordinea măsurilor financiare adecvate, a căror natură ar trebui să fie convenită cu proprietarul/administratorul clădirii. În funcție de indicațiile cele mai sugestive (și cele mai complexe) acestea includ:

a) analiza costurilor pe durata de viață;

b) rata internă de rentabilitate;

c) valoarea netă actualizată;

d) durata de amortizare simplă.

Concluzii finale, economia de energie se poate realize prin:

• concepție de echipă (arhitectura, sisteme termice ingenerești, iluminat);
• analiza factorilor de influență: climatici, sociali;
• este necesară implicarea puterei locale și centrale;
• este necesară implicarea firmelor de echipamente.

Referințe bibliografice:

1.    Legea privind performanţa energetică a clădirilor

http://lex.justice.md/index.php?action=view&view=doc&lang=1&id=354929 .

2. Îndrumar de eficienta energetica pentru cladiri – I. Capitolul 1 Cum funcţionează o clădire. http://www.ipconsult.ro/Indrumar%20de%20Eficienta%20Energetica%20pentru%20Cladiri%20I.htm.

3.    Попова М. В. Методы повышения энергоэфективности существующих зданий. Владимир 2004

Utilizarea biocombustibililor. Exemple de proiecte

Puterea de ardere a biocombustibilului şi, respectiv, preţul acestuia variază în funcţie de sursa de biomasă din care este produs conform fig. 1.

Brichete/pelete cu umiditate de maxim 10%	Putere calorică brută (Mj/kg)
Coji de nucă	20
Coji de floarea soarelui	19
Rumeguş de lemn	18
Paie	15

                          Fig. 1

În condiții Republicii Moldova  cele mai comode tipuri de combustibil din biomasă solidă sunt peletele și brichetele.

Brichete

Denumirea tehnologiei	Presa de brichetat	DDescrierea tehnologiei
	TTehnologia Nestro	PPrese mecanice de brichetare cu piston	Materia primă este comprimată la presiuni mari în canaul unei matriţe prin intermediul unui piston
	Tehnologia Ruf	PPrese hidraulice de brichetat cu piston	Pistonul este pus în funcţiune de un motor electric prin intermediul unui sistem hidraulic cu ulei de presiune înaltă
	TTehnologia Piny Kay	PPrese cu melc	Biomasa este presată continuu prin canalele matricei prin intermediul unui sistem de transport cu melc

Există câteva tehnologii de brichetare, în funcție de care brichetele obținute arată și au proprietăți diferite. Cele trei tehnologii de brichetare bine cunoscute sunt prezentate în fig. 2.

Descrierea tehnologiei	Descrierea balotului
	Presare în baloturi cilindrici	Înălțime de 120 cm şi un diametru de 150 cm. Greutatea unui astfel de balot este de circa 244 kg, cu o densitate de aproximativ de 110 kg/m3.
	Presare în baloturi rectangulari de dimensiuni mici	Dimensiuni de 46×36 cm şi  lungime de 80 cm. Greutatea balotului produs este de aproximativ 12-15 kg, cu o densitate de 90-100 kg/m3.
	Presare în baloturi rectangulari de dimensiuni mari	Dimensiuni de 120×130 cm, cu o lungime de 240 cm Densitatea medie a acestui tip de balot este de 139 kg/m3, cu o greutate medie de 523 kg.

Pelete

Peletele pot fi utilizate în cazane automatizate, cu randament înalt și care trebuie reîncărcate odată la câteva zile. Această tehnologie este mai comodă pentru consumatori, iar cazanele sunt mai eficiente. Din această cauză, dar și pentru că producerea peletelor presupune costuri mai mari, aceștia sunt mai scumpi decât brichetele.

Diferența de preț între brichete și pelete este determinată de costul investiției precum și costurile operaționale mai ridicate în cazul peletizării biomasei.

De asemenea prețul mai ridicat al peletelor este determinat și de gradul de automatizare la ardere sporit comparativ cu brichetele.

Baloturi de paie

Paiele utilizate în calitate de combustibil dispun de un conţinut de umiditate de aprox. 14-20% din masa iniţială, cu o căldură de ardere inferioară de aprox. 13-15 MJ/kg, ceea ce constituie aproape aceeași valoare calorică precum a lemnului sau jumătate din cea a cărbunelui. Pentru comoditatea transportării și depozitării, paiele sunt culese în baloturi. 

Alegerea biocombustibilului calitativ şi adecvat tipului de cazan pe biomasă sunt precondiţii cheie pentru funcţionarea eficientă a centralelor termice pe biomasă.

Cazane și echipamente

Pe piața moldovenească este disponibilă o mare varietate de cazane și centrale termice pe bază de biomasă, capabile să încălzească încăperi de la 30 de metri pătrați la suprafețe industriale. Cazanele disponibile sunt produse sau asamblate local pe baza celor mai performante tehnologii din țări ca Germania, Italia, Polonia, Republica Cehă, Grecia, etc.

În cadrul Programului de subvenționare a procurării și instalării echipamentelor pe biocombustibil solid au fost acreditate 30 de companii, care livrează și instalează echipamente de încălzire pe biomasă solidă.

 La alegerea cazanelor de încălzire trebuie de luat în consideraţie prețul instalației și eficiența acestora, acești doi parametri fiind de o importanță primordială pentru bugetul consumatorului de pelete și brichete.

 Varietatea de cazane este mare. Cazanele funcționează doar pe pelete, doar pe brichete sau pe baza combustibilului mixt. În funcție de combustibilul utilizat, variază și randamentul cazanelor. La brichete, acesta se ridica la 75%, în timp ce cazanele pe pelete au randamente de peste 85%. În general, cazanele mai performante oferă o reducere mai semnificativă a costurilor viitoare de operare a instalației, multe dintre ele oferind și opțiuni suplimentare de confort, cum ar fi setarea temperaturii în locuință de la distanță, prin intermediul computerului sau chiar a telefonului mobil.

În afară de faptul că oferă aproape același nivel de confort ca și soluțiile de încălzire pe gaz, contra unui cost inițial mai redus, soluţiile de încălzire pe bază de biomasă mai prezintă şi alte avantaje. Pentru alimentarea cu combustibil, gospodăriile nu depind de voinţa vecinilor lor (pentru a se conecta la reţeaua de gaze, este necesară elaborarea şi semnarea proiectului cu distribuitorul regional de gaze, proiect care, în majoritatea cazurilor este sub nivelul veniturilor unei gospodării), gospodăria are nevoie de mai puţin timp pentru instalarea cazanului, nefiind obligatorii coordonările și autorizațiile necesare în cazul unui cazan pe gaze naturale. De asemenea, un sistem de încălzire pe bază de biomasă poate fi conectat la infrastructura de încălzire din locuință – sistemul de țevi și corpuri de încălzire – sau poate încălzi direct aerul din jurul său, astfel nefiind necesare investiții suplimentare în infrastructură.

Plante energetice

Potențialul de biomasă în R. Moldova este estimat la 14,6 miliarde kWh sau echivalentul a 85% din consumul intern de energie, iar peste jumătate din potențial le revine reziduurilor obținute din culturile agricole – paiele de grâu, tulpina și pălăria de floarea soarelui, reziduuri din livezi, viță-de-vie, soia sau orz, etc. Cu toate acestea, doar o parte din ele este sau poate fi folosită în producerea combustibilului din biomasă, fiind utilizată ca furaje sau în alte scopuri.

De aceea, mulți antreprenori agricoli văd un mare potențial de afaceri în creșterea plantelor energetice, destinate producerii de biocombustibil solid. Acestea au o serie de avantaje în raport cu alte culturi agricole, unul dintre cele mai importante fiind că pot fi sădite pe terenuri deteriorate sau în pantă, unde alte culturi nu vor crește. În același timp, plantele energetice au o rată de creștere foarte rapidă și capacitate calorică înaltă.

Printre cele mai cunoscute plante energetice sunt salcia, salcâmul și plopul energetice, miscantus sau iarba elefantului, mei, arbust de petrol, şofrănel şi altele.

Și în Moldova deja există câteva plantații de salcie energetică, una dintre ele fiind cultivată la Bozieni, raionul Hâncești. Antreprenorul Vladimir Bragaru a sădit plantația de două hectare de salcie energetică încă în anul 2013. Acum intenționează să o extindă până la 1000 de hectare.

În R. Moldova există și plantații de Pawlonia și plop energetic, care însă nu au fost, deocamdată, omologate.

Astfel, la Andrușul de Jos, raionul Cahul, au fost sădite 70 de ari de Pawlonia Cotevisa 2, o clonă a plantei obținută într-un laborator din Spania. Copacii au deja 4-5 metri înălțime și pot fi recoltați de până la 5 ori, tulpina refăcându-se în anul următor.

 În baza unui studiu de fezabilitate, s-a constatat că în Moldova există mai multe centrale termice pe combustibili fosili, cum ar fi cărbune sau gaze naturale, a căror termen de exploatare expiră în viitorul apropiat și care vor necesita investiții de reutilare. Astfel, există oportunitatea de a înlocui aceste centrale cu sisteme de încălzire pe bază de biomasă, care să fie deservite, în diferite regiuni, de câte un singur furnizor de biocombustibil solid.

Proiectul Energie şi Biomasă încurajează crearea Parteneriatelor Public Private (PPP) în raioanele din R. Moldova. Din fondurile europene ale proiectului, au fost acordate granturi în valoare de 100.000 Euro fiecare, autorităţilor locale de nivel doi care au răspuns apelului proiectului şi au întrunit condiţiile solicitate. Consiliile raionale au selectat partenerul privat în urma unor concursuri publice organizate la nivel de raion. Astfel, au fost create servicii de PPP în două raioane:

Raionul Leova şi Nisporeni: un prim model de PPP a fost lansat în anul 2014 în raionul Leova, unde 25 de instituții publice au devenit parte a PPP. Compania Green-Farm, selectată în cadrul unui concurs organizat de Consiliul raional, a instalat 19 centrale moderne de ardere a peletelor în raionul Leova, investiţia cifrându-se la circa 500.000 de euro, şi a preluat în gestiune alte 6 sisteme de încălzire pe biomasă existente deja în raion. Compania a angajat şi asigură salariile operatorilor acestor centrale termice și livrează biocombustibil pe toată durata sezonului de încălzire. Centralele termice din cele 25 de instituţii se vor afla în gestiunea agentului economic pe o perioadă de 11 ani, timp în care autorităţile locale vor plăti tariful pentru fiecare Gcal de energie din biomasă produsă. Ulterior, centralele termice vor deveni proprietate a Consiliului raional Leova. 

Raionul Ungheni: din februarie 2017, 7 şcoli şi grădiniţe din raionul Ungheni sunt asigurate cu agent termic în cadrul PPP semnat între Consiliul Raional Ungheni și partenerul privat ”Green Energo” SRL.  Partenerul privat a fost selectat de autorităţile raionale în cadrul unui concurs public. Potrivit caietului de sarcini, partenerul privat urmează să reabiliteze 5 puncte termice și să instaleze două centrale termice pe pelete în două instituții publice din raion, precum și să furnizeze energie termică timp de 10 ani. Totodată, compania urmează să implementeze măsuri de eficiență energetică în cinci instituții publice, finanțate de Proiectul Energie și Biomasă, și să livreze energie termică din biomasă pe parcursul contractului PPP. Investiţia totală a agentului economic este  de 1.000.000 lei. 

 Un nou serviciu de PPP pentru producerea energiei termice din biocombustibili solizi a fost lansat și în raionul Nisporeni din noiembrie 2017 unde alte 7 şcoli şi grădiniţe sunt asigurate cu agent termic. Acesta de asemenea a fost susținut financiar de Proiectul Energie și Biomasă.

Cazane cu condensare. Pompe de căldură. Colectoare solare

Cazanele în condensare  

Cazanele în condensare pe combustibil gazos oferă cea mai bună utilizare a energiei cu un consum economic.

Tehnică în condensaţie nu folosește doar căldura gazelor rezultate în urmă arderii combustibilului, ci și căldura latentă a vaporilor de apă conținuți de acestea.  

Cazanele în condensare au capacitatea de a prelua aproape în întregimea căldura din gazele arse și a o transforma în energie termică. Ele sunt echipate cu schimbătoare de căldură eficiente care au rolul de a provoca condensarea vaporilor de apă conținuți în gazele arse și a prelua suplimentar si căldura conținută în aceștia înainte a fi evacuată prin coșul de fum.

Prin intermediul acestei tehnici, centralele în condensatie au capacitatea de a transforma până la 98% din energia combustibilului în energie utilă.  Un sistem de încălzire în condensaţie pe gaz funcționează deosebit de economic, protejând și mediul înconjurător.

Cazanele în condensaţie sunt echipate cu schimbătoare de căldură din oțel inoxidabil de inaltă calitate, care răcesc gazele de evacuare înainte de a fi dirijate la coşul de evacuare până în momentul în care vaporii de apă conținuţi în acestea condensează și transferă căldura suplimentară castigată astfel în sistemul de încălzire.

Avantaje: randamentul ridicat se numără printre principalele avantaje pe care le oferă o centrala termică în condensație. Dacă centralele clasice au un randament de până la 92 – 94% (în funcție de model), cele în condensație ajung la o eficiență de până la 109%, datorită componentelor speciale ce permit recuperarea căldurii din condens.

Aceasta se traduce printr-un consum mai mic de combustibil (între 25 și 30%) pentru producerea aceleași cantități de căldură, se micşorează costul încălzirei locuinței, acesta fiind de altfel un alt avantaj al acestor tipuri de centrale. Tot un plus îl reprezintă și durata de viată mai mare, producătorii estimând că o astfel de instalație poate funcționa până la 15 ani, față de 10 ani cât se propune pentru o centrală termică convențională. Amortizarea rapidă a costurilor se numără printre avantajele acestui tip de instalație pentru încălzire, chiar dacă prețul inițial este mai ridicat față de tipul clasic.

Practic, diferența de preț dintre centrala clasică și cea în condensare (din aceeași gamă si de aceeași putere) se amortizează în circa trei ani de la punerea în funcțiune. Nu trebuie scăpată din vedere nici calitatea pe care o oferă astfel de produse, aceasta crescând semnificativ datorită implementării noilor tehnologii în condensare, materialele folosite fiind mult mai bune față de o centrală convențională, indiferent de producător. Nu în ultimul rând o astfel de instalație ajută și la protecția mediului,deoarece reduce semnificativ consumul de energie, ceea ce îi conferă un caracter ecologic.

Dezavantaje: printre acestea se numără prețul de achiziție, care este mai ridicat față de o centrală convențională. Apoi, principiul condensaței presupune îndeplinirea unor condiții pentru ca acesta să funcționeze 100%. Astfel, imobilul trebuie să beneficieze de izolare termică, instalația trebuie sa fie corect dimensionată la suprafața dată, iar puterea energetică a centralei trebuie să fie adecvată. Mai trebuie spus că în urma procesului de funcționare, va fi nevoie și de o scurgere, condensul rezultat putând să fie în cantități relativ mari. De asemenea, în cazul unor instalații cu o capacitate mai mare este necesară montarea unei instalații de neutralizare, condensul fiind ușor acid.

Colectoare solare

Energia radiaţiei solare se poate converti direct în energie termică (căldură) şi în energie electrică. Lumina solară poate fi convertită direct în electricitate, folosind modulele fotovoltaice, sau indirect, concentrând puterea solară, ceea ce în mod normal se axează pe energia Soarelui de a fierbe apa, care este apoi folosită pentru a produce aburi utilizați în centralele termosolare ce produc energie electrică, precum şi alte tehnologii.

Celule şi modulele fotovoltaicele au fost iniţial folosite pentru a alimenta aplicaţii mici şi mijlocii ca mărime, de la calculatoare alimentate de o singură celulă solarăla reţelele de case alimentate de o serie de panouri fotovoltaice. Singura problemă semnificativă este costul de instalare.       Însă, pentru a furniza permanent energie, energia solară poate fi combinată cu alte surse de energie. Sistemele de Concentrare a Energiei Solare folosesc lentile sau oglinzi pentru a focaliza un flux mare de lumina de la Soare într-un fascicul mic. Căldura concentrată este apoi folosită ca sursă de căldură pentru o centrală electrică cu ciclu tradiţional de producere a energiei electrice. O celulă/baterie solară, sau celula fotovoltaică, este un dispozitiv care converteşte direct lumina în  curent electric folosindu-se de efectul fotoelectric.

Utilajele pot fi instalate pe acoperişurile clădirilor, caselor, de-a lungul  drumurilor etc. Multe ţări au peste 1% din terenuri retrase din circuitul agricol, care sunt destinate deja producţiei  şi transportului de energie.

Colectoarele solare pot asigura călzirea şi alimentarea cu apă caldă a clădirilor publice.  Radiaţia solară poate fi convertită în energie utilă folosind sisteme solare active şi pasive. Sistemele solare active sunt colectoare solare şi celule fotovoltaice. Sistemele pasive sunt obţinute prin selectarea adecvată a materialelor de construcţie la proiectarea clădirilor, astfel încât să se utilizeze la maximum energia solară.

Există mai multe modalităţi de utilizare pasivă a energiei  solare în domeniul arhitecturii. În construcţia clădirilor solare  pasive prioritare sunt: localizarea convenabilă a casei, un număr  mare de ferestre orientate spre sud, izolarea bună a construcţiei. Alegerea corectă a locului pentru construcţie asigură reducerea  consumului casnic de energie cu aproape 25%.

Clădirile solare pasive  sunt proiectate în corespundere maximă cu condiţiile climatice locale, precum şi prin aplicarea tehnologiilor şi materialelor pentru оncălzire, răcire şi iluminare a clădirii, bazate pe utilizarea energiei  solare.  În timpul proiectării clădirii ar trebui să se ţină cont de utilizarea sistemelor solare active: colectoare solare şi panouri fotovoltaice. Aceste echipamente se instalează în partea de sud a clădirii. Pentru a maximiza cantitatea de căldură în timpul iernii, se recomandă instalarea lor sub un unghi mai mare de 50° faţă de planul orizontal.Colectoarele solare pentru apă caldă şi panourile fotovoltaice ar trebui să fie amplasate în imediata apropiere de locul de consum.

Apropierea  camerelor de baie şi de bucătărie permite utilizarea unui singur colector la două încăperi.Colectorul solar captează energia  solară şi o transformă оn căldură, folosită apoi pentru оncălzirea caselor, a apei, producerea energiei electrice, uscarea fructelor sau pregătirea bucatelor, deci în majoritatea  proceselor care utilizează energie termică. În prezent, sistemele solare de încălzire a apei sunt utilizate în case particulare, blocuri de locuit, şcoli, spitale, spălătorii auto, restaurante, în agricultură şi industrie.Toate aceste instituţii au ceva în comun: ele folosesc apă fierbinte. Un colector solar tipic captează energia solară în modulele din tuburi şi plăci de metal, înstalate pe acoperiş, vopsite în culoare neagră, pentru absorbţia maximă a radiaţiei. Acestea sunt închise într-o cutie din sticlă sau din plastic  înclinată spre sud, pentru a capta la maximum lumina Soarelui.Există panouri solare de diferite dimensiuni şi forme, în funcţie de aplicarea lor.

Pompe de căldură

Energia geotermală reprezintă diverse categorii particulare de energie termică, pe care le conţine scoarţa terestră. Cu cât mai adînc se coboară în interiorul scoarţei terestre, temperatura creşte şi teoretic energia geotermală poate fi utilizată tot mai eficient, singura problemă fiind reprezentată de adîncimea la care este disponibilă această energie.

Evident, temperatura Pămîntului creşte dinspre suprafaţă spre centru, unde atinge o valoare de circa 6000°C, care însă nu a fost încă precis determinată de oamenii de ştiinţă.

Este de remarcat că 99% din interiorul Pămîntului se găseşte la o temperatură de peste 1000°C, iar 99% din restul de 1% se găseşte la o temperatură de peste 100°C.

Aceste elemente sugerează că interiorul Pămîntului reprezintă o sursă regenerabilă de energie care merită toată atenţia şi care trebuie exploatată într-o măsură cît mai mare.

Energia geotermală este adesea asociată cu izvoarele fierbinţi, gheizerele şi cu activitatea vulcanică.

Pompele de căldură geotermale sunt sisteme ce utilizează utilaje  acţionate electric pentru a extrage căldură din cei cîţiva metri de sol de la suprafaţa Pămîntului. Funcţionînd la fel ca un frigider, acestea utilizează masa termică foarte mare a Pămîntului pentru a furniza agentului de lucru căldura primară, a cărei temperatură este apoi crescută de circuitul pompei de căldură la un nivel la care poate fi utilizat pentru încălzire. Utilizarea acestora este în special limitată la aplicaţiile casnice.

Din punctul de vedere al potenţialului termic, energia geotermală poate fi

clasificată în două categorii:

·         energie geotermală de potenţial termic ridicat;

·         energie geotermală de potenţial termic scăzut.

·         Energia geotermală de potenţial termic ridicat:

acest tip de energie geotermală este caracterizat prin nivelul ridicat al temperaturilor la care este disponibilă şi poate fi transformată direct în energie electrică sau termică .  Energia geotermală de potenţial termic scăzut: acest tip de energie geotermală este caracterizat prin nivelul relativ scăzut al temperaturilor la care este disponibilă şi poate fi utilizată numai pentru încălzire, fiind imposibilă conversia acesteia în energie electrică.

Energia geotermală de acest tip este disponibilă chiar la suprafaţa scoarţei  terestre, fiind mult mai uşor de exploatat decît energia geotermală de potenţial termic ridicat, ceea ce reprezintă un avantaj. Exploatarea energiei geotermale de potenţial termic scăzut necesită echipamente special concepute pentru ridicarea temperaturii pînă la un nivel care să permită încălzirea şi/sau prepararea apei calde, ceea ce reprezintă un dezavantaj faţă de energia geotermală de potenţial termic ridicat.

Echipamentele menţionate poartă denumirea de pompe de căldură şi  funcţionează după acelaşi principiu ca şi maşinile frigorifice ce funcţionează cu energie electrică. Pompele de căldură pot să absoarbă căldura din sol, de la diferite adîncimi, din apa freatică, din apele de suprafaţă (dar numai cu condiţia să nu existe pericolul ca apa să îngheţe) sau chiar din aer (dar numai în perioadele în care temperatura aerului este suficient de mare, pentru a permite funcţionarea pompelor de căldură cu o eficienţă ridicată). Indiferent de sursa de căldură, pompele de căldură utilizează, indirect, energia solară acumulată în sol, apă sau aer. Solul reprezintă o sursă de căldură eficientă, deoarece acumulează căldura atît direct sub formă de radiaţie solară, cît şi indirect de la ploi, respectiv de la aer. Căldura poate fi preluată cu ajutorul unor circuite intermediare plasate în sol, care absorb căldură şi o transmit vaporizatorului pompei de căldură. Este posibilă şi amplasarea direct în sol a vaporizatorului pompei de căldură.

Există două tipuri de colectori care pot fi utilizaţi în circuitele intermediare de preluare a căldurii din sol :

-сolectori orizontali pentru captarea căldurii din sol;

-сolectori verticali pentru captarea căldurii din sol.

Atât colectorii orizontali, cît şi cei verticali, sunt realizaţi din tuburi de polietilenă, care asigură o durată foarte lungă de exploatare, absolut necesară acestor echipamente. Utilizarea unor colectori metalici în sol,  care să reducă suprafaţa de  schimb de căldură, nu  este posibilă, din cauza corozivităţii  ridicate  a solului, care ar distruge relativ repede colectorii, iar înlocuirea acestora ar reprezenta o operaţie extrem de complexă şi costisitoare.

Colectorii orizontali prezintă avantajul costurilor relativ reduse de realizare a excavaţiilor necesare în vederea amplasării, mai ales în cazul unor construcţii noi, dar prezintă dezavantajul necesităţii unor suprafeţe mari de amplasare a colectorilor, ceea ce reduce posibilitatea de utilizare a acestor tipuri de colectori, cel puţin în zonele urbane, unde preţul terenurilor de construcţie este foarte ridicat şi unde din acest motiv suprafeţele disponibile sunt limitate.

Colectorii verticali prezintă avantajul necesităţii unor suprafete reduse de amplasare, dar prezintă dezavantajul costurilor ridicate de realizare a forajelor.

Aerul reprezintă o sursă de căldură gratuită, disponibilă оn cantităţi nelimitate. În pompele de căldură ca sursă de căldură poate fi utilizat doar aerul exterior, care este circulat prin tuburi cu ajutorul unui ventilator. În pompă de căldură se absoarbe căldură de la aer şi încălzeşte apa, utilizabilă pentru încălzire, sau ca apă caldă menajeră. Aceste echipamente sunt denumite pompe de căldură aer-apă.

Cum functioneaza o pompa de caldura ?

Pompa de caldura extrage iarna caldura din pamant, apa sau aer, iar apoi, cu ajutorul unui compresor montat în interior, agentul frigorific se încalzeste la o temperatutra şi mai ridicată. Ulterior, acesta raspandeşte căldură în interiorul clădirii. Vara, ciclul se inverseaza iar clădirea este răcită. Inima pompei de caldura este compresorul.

În conformitate cu principiul al doilea al termodinamicii, căldura nu poate “curge” spontan dintr-o locaţie mai rece într-o zona mai caldă; lucru mecanic este necesar pentru a realiza acest lucru.

Având în vedere ca pompa de căldură sau frigiderul utilizează un anumit lucru mecanic pentru a muta lichidul refrigerant, cantitatea de energie depusă pe partea de cald este mai mare decât cea luata din partea rece.

Cele mai întâlnite pompe de caldura funcţioneaza prin exploatarea proprietăţilor fizice ale unui fluid cunoscut sub denumirea de “agent frigorific” atunci cand acesta trece prin procese de evaporare şi de condensare.

Fluidul de lucru, în stare gazoasa, este sub presiune şi circulat prin sistem prin intermediul unui compresor. La ieşirea din compresor, gazul acum fierbinte şi sub presiune mare este răcit într-un schimbător de căldură numit “condensator”, până când condensează într-un lichid aflat la o presiune mare şi o temperatură moderată. Agentul frigorific condensat trece apoi printr-un dispozitiv de scădere a presiunii ca o supapă de expansiune, un tub capilar, sau eventual un dispozitiv extractor de lucru mecanic, cum ar fi o turbină. După acest dispozitiv, lichidul refrigerant aflat acum într-o stare quasi-lichidă trece printr-un alt schimbător de căldură numit “evaporator” în care agentul refrigerant se evapora prin absorbţie de căldură. Fluidul revine astfel la compresor şi ciclul se repetă

Pompele de căldură sunt echipamente specifice dotate cu tehnologie modernă destinată încalzirii, răcirii şi producerii apei calde menajere, prin utilizarea eficientă a energiei solare acumulate în apele subterane, în sol sau în aer, sub forma de căldura ecologică.

Referinţe bibliografice :	1.	Colomieţ Tatiana, Bînzari A., Leanca L., „Dispersia nocivităţilor pe teritoriul localităţii şi întreprinderii” Indicaţii metodice privind elaborarea proiectelor/lucrărilor de an, Editura „Tehnica-UTM”, Chişinău 2015, 4,0 c.t.
	2.	http://www.cnaa.md/files/theses/2015/22507/ion_muntean_thesis.pdf
	3.	http://biomasa.md/piata-de-producere-a-bioenergiei/cazane-si-echipamente/
	4.	http://biomasa.md/wp-content/uploads/2016/09/Surse-de-energie-regenerabile_ROM_2015_Web-micsorat.pdf
	5.	https://ro.wikipedia.org/wiki/Centrală_termică_de_perete# Centrale_cu_condensare

Sisteme de încălzire şi condiţionare cu temperatură joasă cu tavane, pardoseli şi pereţi radiante răcite şi încălzite, pe baza covoarelor capilare

Încălzirea cu temperatură joasă este încălzirea prin radiaţie se caracterizează, în principal, prin aceea că suprafeţele încălzitoare cedează căldură prin radiaţie mai mult de 50 % din căldura totală.

 În raport cu temperatura medie B a suprafeţei încălzitoare, încălzirea prin radiaţie se clasifică astfel:

• de temperatură joasă (B = 25...100⁰ C); suprafeţele încălzitoare sunt în mare majoritate elemente de construcţie (plafon, pardoseală, pereţi);           
• de temperatură medie (B =  100...500⁰ C); suprafeţele încălzitoare sunt realizate sub formă de panouri sau benzi radiante suspendate la partea superioară a încăperilor;
• de temperatură înaltă(B = 500...3000⁰C); elementele încălzitoare sunt radianţi funţionând cu gaze sau energie electrică.

Instalaţiile de încălzire prin radiaţie prezintă şi alte particularităţi în raport cu celelalte sisteme, dintre care se pot menţiona:

• asigură un grad de confort mai ridicat, întrucât temperatura suprafeţelor de construcţii , ce delimiteazä încăperea , este mai ridicatä şi mai uniformă, iar temperatura aerului din interior este mai scăzută cu 1...3⁰C;
• realizează în încăperi un gradient de temperatură redus;                                                   se reduce viteza de circulaţie a aerului în încăpere şi, ca urmare, rezultă o diminuare de împrăştiere a prafului anorganic, suport al florei bacteriene;
• asigură încălzirea spaţiilor deschise.

În analiza ce precede decizia alegerii sistemului de încălzire, trebuie avute în vedere şi aspecte legate de costul investiţiilor, cheltuielile de exploatare şi de coordonare a lucrărilor de instalaţii si construcţii.

Sistemele de încälzire prin radiatie se pot folosi:

• în încăperi cu cerinţe igienice şi de confort deosebite, precum şi pentru asigurarea unei încălziri uniforme;
• în clădirile cu spaţii mari si fără necesităţi de ventilare mecanică, pentru asigurarea unei distribuţii omogene a încălzirii.

     Cum se efectuează încălzirea prin radiaţie de temperatură joasă?

Temperatura suprafeţelor încălzitoare relativ redusă impune utilizarea unor suprafeţe încălzitoare mari, ceea ce a condus la ideea folosirii, în general, a suprafeţelor delimitatoare ale încăperilor, rezultând:

• încălzirea prin plafon, la care temperatura medie a suprafeţei încălzitoare e nu poate depăşi 50 ⁰C; este sistemul cel mai folosit, întreaga suprafaţă a plafonului fiind, în general, disponibilă pentru a îndeplini funcţiunea de suprafaţă încălzitoare;
• încălzirea prin pardoseală, la care temperatura medie a suprafeţei încălzitoare  este fiziologic limitată la 29...35 ⁰ C;
• încălzirea cu panouri montate în pereţi, la care temperatura medie a suprafeţei încălzitoare  poate atinge valori de până la 35⁰ C.

Acest sistem de încălzire utilizează ca agent termic apa caldă preparată în cazane sau alte surse energetice de potenţial scăzut: căldura recuperată din procese tehnologice, energia geotermală, energia solară, aerul cald etc.

Prin utilizarea tehnicii ţevilor capilare se obţine o răcire şi încălzire prin radiaţie cu „efect simetric” omul simţind o senzaţie maximă de confort, atât în sezonul rece, cât şi vara, la temperaturi exterioare incomode. Suprafeţele încălzitoare pot fi utilizate pentru răcirea aerului în perioada de vară.

Covoarele capilare în sistemele de încălzire/răcire prin radiaţie de temperatură joasă pot fi înglobate în betonul pardoselii (4-5cm) sau în şapa pardoselii (0,5-lcm); pe zidăria din cărămidă, beton, pe suprafeţe plane sau neuniforme, sub structura de gipscarton sau pe structura brută, în stratul de tencuială; în tavanul metalic casetat, sub plăcile de gipscarton sau deasupra plăcilor de gipscarton ori pe suprafaţa brută a plăcii de beton armat a tavanului, în tencuiala de finisare.

Multiple efecte nedorite condiţionate de mecanismele deteriorărilor pot fi eliminate aplicând sisteme moderne de încălzire şi răcire prin intermediul suprafeţelor mari termoactivate cu sisteme de ţevi capilare paralele prin care circulă agenţi de joasă temperatură. 

Optând pentru sistemele de încălzire/răcire  cu sisteme de ţevi capilare utilizatorii pot beneficia de un spectru foarte larg de avantaje:

 În regim de încălzire:

- radiaţia pătrunde profund sub piele, în îmbrăcăminte, având un efect pozitiv asupra metabolismului;

- temperaturile scăzute a suprafeţelor radiante din încăpere (30 ..... 40 ⁰C), asigură lipsa prafului şi a bacteriilor, comparativ cu sistemele de radiatoare sau ventilo-convectoare (fan coil);

- nu se produc curenţi de aer, care să antreneze în mişcare praful;

- datorită efectului de radiaţie termică, suprafeţele pereţilor şi mobilierul vor avea temperaturi mai ridicate, ceea ce face posibilă păstrarea de temperaturi interioare de 20 ⁰C în loc de 23-24 ⁰C, comparativ cu sistemele clasice;

- avantajul cel mai semnificativ este ecartul de temperatură al agentului termic tur/retur de 30 ⁰C/26 ⁰C (sistemul poate funcţiona şi la ecart de 24 ⁰C/22 ⁰C), fiind astfel posibilă utilizarea tuturor tipurilor de resurse energetice regenerabile (energie solară, geotermică, etc) sistemul capilar fiind compatibil în mod ideal cu resursele energetice de joasă temperatură;

- volumul de apă deosebit de redus din circuitele capilare (cca. 300 ml/mp) asigură timpul de răcire foarte scurt al sistemului;

În regim de răcire:

- nu se simte un efect brusc de răcire, căldura degajată de insolaţie, persoane, computere, utilaje, iluminat, etc. este „îndepărtată” în mod lent din încăpere;

-  pentru răcirea suprafeţelor, sistemul utilizează apa, acest fapt asigură utilizatorului reducerea drastică a cheltuielilor, comparativ cu sistemul „numai aer”;

- în cursul utilizării instalaţiei, numai din eliminarea costurilor aferente transportului de aer se pot obţine economii de până la 50 %.

-  reducerea consumului de energie se estimează la 90 %;

- facilitează investitorul sau beneficiarul în economii surprinzătoare de spaţiu, energie, timp, manoperă;

- în încăperile dotate cu astfel de sisteme nu se aude funcţionarea instalaţiei, nu sunt curenţi de aer, nu se transpiră;

- sitemele date sunt invizibile (nu se văd corpuri statice de încălzire sau răcire);

- sistemele cu capilare  au o adaptibilitate maximă la orice formă geometrică a suprafeţelor pe care ele se aplică, ceea ce are o semnificaţie deosebită pentru clădirile patrimoniale la general şi cele de cult în particular;

- cu toate că sistemul capilar se compune din ţevi foarte subţiri, nu există pericolul depunerii de calcar nici în cazul utilizării apei dure din reţeaua de alimentare cu apă, deoarece temperatura de funcţionare este în gama de 15-30 ⁰ C şi calcarul începe să se depună in sistemele de ţevi în gama de temperaturi de peste 45⁰ C;

- având în vedere utilizarea pentru aceste sisteme a covoarelor capilare produse din polipropilenă specială,  pompelor cu rotor din bronz, schimbătoarelor de căldură cu plăci din inox se exclud fenomenele de coroziune, de depuneri de nămol sau de nisip;

- asigură o durată de viaţă de minim 60 ani.

Avantajul cel mai important al sistemului capilar este posibilitatea instalării covoarelor capilare imediat sub straturile finisaj al elementelor de construcţii. Astfel, covoarele capilare pot fi amplasate direct pe betonul brut al pardoselilor, cu montaj direct de folie şi parchet pe capilare, sau capilarele pot fi înglobate direct în adezivul plăcilor ceramic ale pardoselilor faianţate. Acest avantaj al sistemelor capilare face posibilă renovarea clădirilor vechi, cu investiţie minimă.          

Referinţe bibliografice	1.	Enciclopedia Tehnică de Instalaţii. Manual de instalaţii. Instalaţii de încălzire Ed. ARTECNO. Bucureşti, România.2010. ISBN 978-973-85936-5-7.P. 592
	2.	Protecţia contra acţiunilor mediului ambiant. Proiectarea protecţiei termice a clădirilor CP E.04.05:2017 MEI 2017
	3.	Protecţia contra acţiunilor mediului ambiant. Protecţia termică a clădirilor NCM E.04.01:2017 MEI 2017
	4.	Каталог технических решений и практических рекомендаций по энергосбережению и повышению энергетической эффективности зданий и сооружению Выпуск 1-й. Москва 2014. С. 130.
	5.	Ţuleanu C., Leanca L., Colomieţ T., Dynamic thermal behavior of high coatings through thermoacoused ceilings with parallel capile systems. Conferinţa „Instalaţii pentru construcţii” Energie, eficienţă, confort. 14-15.09.2017, Braşov, România, 174-179.
	6.	Ţuleanu C., Leanca L., Colomieţ T., High performance solutions for increasing the efficiency of heating and cooling installations of heritage buildings. The 27th international conference „Building Services and Energy Efficiency” 06-07.07.2017, Iaşi, România, ISSN 2069-1211, 66-75.
	7.	http://energyeficiency.clima.md/public/files/publication/Raport_privind_politicile_nationale_energetice.pdf
	8.	http://ate3.ro/energie-si-eficienta/trigenerare/
	9.	http://instal.utcb.ro/conferinta_2010/conferinta_2008/articole/instalatii/conf_nov_2008_Toropoc_Frunzulica.pdf
	10.	Rric.ro/articole/vol 4_nr3_art3.pdf
	11.	https://www.termoelectrica.md/ro_RO/dezvoltare/imbunatatirea- eficientei-sacet/