Cap 4-04   TERMOPANUL: PRIETEN SAU …INAMIC ?

 

Teodor TERETEAN*

 

Motto:A trăi în aer condiţionat înseamnă a trăi mai mult şi mai bine

 

În articol se analizează impactul pe care îl produce asupra microclimatului clădirilor înlocuirea ferestrelor clasice cu cele de termopan. Se subliniază pericolul acumulării în timp a umezelii în pereţi şi degradarea acestora până la distrugere. Situaţia se evită prin ventilarea prin orice mijloace a încăperilor.

The changing produced in microclimate by the introduction of the termopan (coated glass) instead of the classical windows is highlighted in paper. The in-time accumulations of the moisture generate unhealthy walls. The solution of this new problem for the Romanian residences is the (intensive natural or mechanical) ventilation.

Îmi cer scuze faţă de colegii mei de breaslă, dar serialul de faţă nu este scris pentru Domniile lor.

Ţinta, către care tânjesc, este formată din acei cititori dornici să ştie, ab initio, cum …devine cazul cu aerul condiţionat, ventilarea sau …frigul, pe care vor să şi le introducă în casă ! …

Celebrul meu profesor de Limba Română de la „Mihai Viteazu”, Costică Marinescu, ne spunea că, în perioada interbelică, un faimos editor-librar îşi  intitula una din colecţii: Cetiţi-le noaptea ! Normal, era colecţia unor povestiri de groază. Cele ce urmează se apropie de spusele antecesorului nostru, fără a avea pretenţia de a fi celebre.

Experimentul pe care vi-l propun, dragi cititori, are doar ambiţia să ilustreze, fără echivoc, zicala mult-îndrăgită în arealul nostru nord-dunărean: Ce-şi poate face, aici, omul nostru (co-naţional-român-sau-nu) cu mâna lui e …îngrijorabil!

 Deci ! Vă rog să va cumpăraţi nu-mai-mult-de 15 m2 de folie de polietilenă, cu densitate dovedit-bunicică. După care, mergeţi cu întreg acest material, în două direcţii: la o lenjereasă şi la un croitor.

Fericiţi-i, pe ambii simultan, cu şansa unică a vieţii lor de a vă confecţiona: un set complet de lenjerie de corp (ştiţi ’mneavoastră bine componenţa) şi un costum complet (la cât mai mulţi nasturi) din acelaşi material.

Nu ştiu care dintre cei doi confecţioneri vă pot …întrupa şi una pereche de ciorapi, dar nu cedaţi (în ruptul capului); obţineţi-i prin orice mijloace; nu mai contează de la care dintre cei doi. Insist: şi ciorapii din acelaşi material.

Când totul este gata, lepădaţi-vă de …normalitate şi înfofoliţi-vă în noua imbrăcătură, tip …scafandru, propusă drept experiment. Apoi încercaţi să rezistaţi în această îmbrăcătură, ziua-noaptea-iarna-vara, adică-te-lea, 24-hours-a-day-everyday.

Sigur că aveţi voie să faceţi, din-când-în-când, câte-o baie, dar după aceea, fulgerător, reîmbrăcaţi acelaşi acoperământ.

După părerea mea, în foarte scurt timp veţi înţelege, mai mult decât satisfăcător, cum se pune problema raportului dintre izolarea termică (aproape) perfectă a spaţiului nostru de locuit şi producerea & evacuarea umezelii din acelaşi loc.

Să fie într-un ceas bun! …

Mai zilele trecute, după o întâlnire cu mai mulţi specialişti în construcţii, un arhitect în a-doua-spre-a-treia floare a vârstei, mă trage deoparte şi, vădit îngrijorat, îmi povesteşte necazul sau: apariţia unor porţiuni de perete, cu condens, din jurul uşii de la balcon şi a unei ferestre de la dormitor, după ce în timpul verii trecute  îşi montase, câteva ferestre plus o uşă exterioară la balcon, din …termopan.

Asta m-a decis să scriu acum despre cerinţele suplimentare ale locuirii noastre în case dotate cu … ”termopane”. Mai pe-şleau spus, ce trebuie să facem după ce „am pus” în cercevelele de ferestre şi de uşi ale casei (apartamentului) geamuri de tip …termopan.

Să fim bine înţeleşi! Eu însumi, anul trecut, mi-am dotat apartamentul cu tâmplărie din PVC cu geamuri …termopan !

Este mai mult decât salutară utilizarea acestui nou tip de ferestre (sau uşi).

Numai că, Oameni Buni, apare o îndatorire suplimentară pentru locatar: asigurarea ventilării corecte a spaţiilor.

Oare de ce? Merită să aducem, acum şi aici, unele informaţii suplimentare.

Geamul „termopan” (coated glass) a fost inventat în cealaltă parte a globului pământesc, special pentru acei magnifici pereţi-cortină de zgârie-nor.

Uite-aşa ! Te zgâiai la un …zgârie-nor şi vedeai, de-a latul şi de-a-naltul clădirii, numai ferestre una-peste-alta-şi-toate-lângă-ele.

Consider că această structură de fereastră constituie o combinare excepţională a ideilor noi arhitecturale cu cele clasice de inginerie.

Efectul vizual obţinut este pe măsură şi chiar …peste.

Presupun că experimentul vesticilor de a aplica pe zgârie nori, ferestre „economice-cuplate-de-lemn”, nu a fost încununat de succes (!). Evident, „la ăia” nu putea avea loc, nici măcar în glumă, un astfel de experiment.

Ulterior, dar destul de repede, de la zgârie-nori geamul termopan a avansat cu succes ca o soluţie elegantă şi pentru ferestrele construcţiilor rezidenţiale sau comerciale, de mărimi medii sau mici.

Spre pildă, în 2001 în USA peste 30% din ferestre erau de construcţie „termopan”.

Vara, folosirea unor geamuri termopan adecvate diminuează corespunzător necesarul de frig furnizat de aparatele de aer condiţionat. (Nu insistăm aici !). 

În ceea ce priveşte însă iarna, merită să adâncim unele aspecte în legătură cu folosirea termopanului la ferestre.

Aspectul termic. (Cei grăbiţi sau nervoşi pot sări direct la comentarii).

Pentru a înţelege mai bine lucrurile să comparăm coeficienţii globali de transfer termic ai ferestrelor autohtone (Tabelul 1), din două  perioade anterioare (1952 şi 1980), cu cei ai unor tipuri moderne de ferestre termopan (Tabelul 2). Subliniem, pentru cititorul începător, că un element de construcţie este cu atât mai termic-izolant cu cât are un coeficient global de transfer termic mai mic .

TABELUL 1. Ferestre şi uşi autohtone (STAS 1907-52 şi STAS 1907-80).

Coeficienţi globali de transfer termic, k [W/m2*K].

Denumire

STAS 1907-52

STAS 1907-80

Ferestre exterioare

Simple, rame de lemn, cu geamuri simple

6.97

5.21

Cuplate, rame de lemn, cu 2 rânduri de geamuri

3.49

2.55

Duble, cu rame de lemn

3.26

2.32

Triple, cu rame de lemn

-

2.05

Vitrine mari, rame metalice

7.56

-

Uşi exterioare

Simple pentru balcon, de lemn cu geamuri

5.81

4.63

Duble pentru balcon, de lemn cu geamuri

2.90

2.32

 

TABELUL 2. Sticlă propriu-zisă şi ferestre tip termopan. Sticla de 3.2 mm grosime. Spaţiu de 6.4 mm între foile de geam. Coeficienţi globali de transfer termic, k [W/m2*K].

Denumire

Sticla propriu-zisă, zonă centrală (nucleu)

Sticla propriu-zisă, zonă periferică (margini)

Ferestre fixe, ramă de aluminiu, izolant termic marginal

Ferestre fixe, ramă de PVC sau lemn, izolant termic marginal

Ferestre cortina cu rama de aluminiu, izolant termic marginal

Geam simplu

5.91

5.91

6.07

5.55

6.30

Geamuri duble, spaţiu de aer

3.12

3.63

3.56

3.17

3.84

Idem, spaţiu de argon

2.90

3.48

3.37

2.98

3.65

 

Geamuri duble, emisivitate e=0.05 (pe suprafeţele 2 sau 3), spaţiu de aer

2.33

3.08

2.89

2.52

3.17

Idem, spaţiu de argon

1.87

2.75

2.50

2.15

2.78

Geamuri triple, emisivitate e=0.05 (pe suprafeţele 2 sau 3), spaţiu de aer

2.16

2.96

2.73

2.33

2.97

Idem, spaţiu de argon

1.93

2.79

2.54

2.15

2.77

Nota: Pentru concizie, nu s-au prezentat coeficienţi şi pentru alte valori ale spaţiilor dintre foile de geam.

 

Concluzii minimale:

Ferestrele autohtone:

-        Cele mai răspândite ferestre clasice autohtone, cele cu geam dublu în ramă de lemn, au oferit (teoretic, la vremea lor) un coeficient de transfer termic global, k, îmbunătăţit în timp, scăzând de la 3.26 W/m2K (în 1952) la 2.32 W/m2K (în 1980);

-        Cu toate acestea, ferestrele noastre de lemn au suferit, în marea lor majoritate, de păcatul unor execuţii mediocre (lemn care putrezea la partea inferioara a ramelor, insuficient de uscat, vopsit neglijent pe şantiere ş.a.m.d.) şi de primejdia reală a unei durate scurte de viaţă (degradarea rapidă a masei lemnoase de calitate inferioară);

-        În acelaşi timp, ferestrele autohtone (duble sau triple) ocupau loc mult, erau nepractice, necesitând o întreţinere susţinută, cu costuri de exploatare ridicate.

Ferestrele de termopan:

-        Dintre acestea, cele cu execuţie obişnuită sunt mai ieftine, dar mai puţin performante, având coeficienţi globali de transfer termic peste 3.5 W/m2K (la cele cu rame metalice) şi peste 3.0 W/m2K (la cele cu rame de PVC);

-        Ferestrele termopan, cu execuţie îmbunătăţită (utilizându-se sticlă cu emisivitate scăzută), duble sau triple, cu rame din PVC sau lemn, oferă coeficienţi de transfer sub 2.5 W/m2K; deci au o protecţie termică sporită, dar sunt mai scumpe;

-        În fine, geamurile termopan sunt elegante şi ocupă puţin spaţiu în deschiderea peretelui, generând în acest fel o sporire substanţială a confortului interior.

Una-peste-alta d.p.d.v. termic folosirea geamurilor de termopan este benefică.

Aeraulic.

Aici apare problema.

În mod paradoxal una din excepţionalele calităţi ale geamului termopan şi anume asigurarea unei etanşeizări de 100% a spaţiului dintre fereastră şi rama acesteia poate conduce (în anumite cazuri) la …necazuri majore.

Explicaţia este la fel de simplă (ca o teoremă LMC): etanşeizarea completă a interstiţiilor geamurilor anulează practic ventilarea naturală a încăperilor (în special în ţara noastră în care ventilarea-de-bună-voie a încăperilor lasă de dorit).

În urmă cu câţiva ani, la apartamentele autohtone, cu ferestre autohtone, ventilarea se făcea de-la-sine (adică, natural) întrucât, datorită ferestrelor şi cercevelelor de calitate mediocră, aerul se infiltra substanţial, chiar prin acestea, în încăperile clădirilor noastre.

Se obţinea, în acest fel, cel puţin 1 schimb de aer pe oră.

Adică, într-o oră tot aerul din casă era schimbat cu aer aşa-zis-proaspăt-de-afară. Dar totuşi, se făcea. În consecinţă, umezeala din casă era evacuată fără ca noi să ştim.

Experienţa acumulată de noi în ultimii ani (urmare a discuţiilor fără perdea cu diverşi investori) arată că insistenţa de a cere, unei gospodine-mioritice, să-şi  ventileze casa de-bună-voie, echivalează cu îndrăzneala de a ţine un seminar cu tema Avantajul de a vorbi nemijlocit de …funie, în casa spânzuratului !

Iată cum, termopanul folosit în casele noastre, ne aruncă în faţă cujetul hamletian: a ventila sau nu, casa noastră cea …cu termopane !

Aşa că tac, dau în marşalier, dar zic:

Dragii moşului, Nea Ioane şi Ţaţă Leano !

Dacă v-a bătut norocul pe buzunar şi v-aţi procopsit cu termopane, la oricare dintre apartamentele pe care le-aţi agonisit, e musai să le şi ventilaţi (mai neaoş zis, să-l aerisiţi bine de tot; cât-de-mult se poate).

Nene Iancule, aici apare diferenţa esenţială dintre folosirea termopanului într-un zgârie-nori şi într-un apartament dintr-un …oricare cartier bucureştean/provincial.

 Nu există zgârie-nori care să nu fie climatizat şi ventilat, fapt tradus prin păstrarea umidităţii interioare a incintelor între limite bine stabilite. În acest fel, orice surplus de umiditate este eliminat înainte de a putea produce vreo pagubă.

În acelaşi timp apare întrebarea: câte din casele noastre sunt ventilate corect ?

Ia mai mânaţi, măăăăi ! Cu zurgălăăăi, hăi, hăi !

N.B. Pentru a fixa ideile avansăm şi unele cifre:

-         Un om (prin respiraţie & transpiraţie, la +20oC) produce în repaus cca. 40 g apă/oră; dacă se agită uşor producţia sa de vapori creşte la  cca. 70 g apă/h;

-         O oală, în care se prepară o ciorbă, poate produce chiar 500 g apă/h;

-         Un ghiveci cu flori poate pierde până la 20 g apă/h ş.a.m.d.

(Cei grăbiţi, nervoşi de tot, pot să sară şi peste următorul fără-mari-pretenţii calcul).

În cazul unei încăperi neventilate, cu un volum de 4 x 5 x 2.8 = 56 m3, în care se află 3 persoane (muncind uşor) şi 2 ghivece cu flori, se produce o degajare de umiditate de: 3 x 70 + 2 x 20 = 250 g apă/h; masa aerului din încăpere este de 56 m3 x 1.2 kg/m3 = 67.2 kg; în fiecare oră de neventilare a încăperii fiecare 1 kg de aer îşi sporeşte conţinutul absolut de umiditate cu 250 : 67.5 = 3.72 g apă; privind acum într-o Diagramă Mollier pentru aer umed rezultă că în 2.67 ore, aerul încăperii, având parametrii iniţiali Ti1=+20oC, j1=30% umid. rel. şi x1=4.5 g apă/kg îşi modifică aceşti parametri care devin Ti2=+20oC, j2=100% umid. rel. şi x2=14.5 g apă/kg; adică aerul ajunge la saturaţie. Odată cu această schimbare mai apare una, cea mai păcătoasă: temperatura punctului de rouă a aerului (cea la care apare condensul) creşte de la Tr1=+2.5oC la Tr2=+20oC. În consecinţă, orice suprafaţă din încăpere cu temperatura sub +20oC va putea să condenseze umezeala din aer.

În realitate lucrurile nu ajung până aici:

-        umiditatea relativă nu va fi lăsată să crească mult peste 65…70 % (apare zăpuşeala şi se deschid cât-de-cât ferestrele),

-        intervalul de timp în care se acumulează umiditatea menţionată va fi mai lung (oamenii se mai vântură pe uşi, nu stau toţi non-stop în încăpere etc.),

-        numai anumite porţiuni din pereţii exteriori ai încăperii pot prezenta temperaturi ale suprafeţelor interioare mai coborâte (aşa-numitele punţi termice sau zone de perete executate incorect etc.) ş.a.m.d.

Concluzii minimale:

1.     Termopanul este o soluţie corectă pentru ferestrele casei noastre;

2.     Alegerea trebuie să fie făcută cu grijă; clientul trebuie să pretindă furnizorului de „termopan”, pe lângă certificatele de conformitate şi calitate şi pe cel care indică coeficienţii de transfer termic ai (atenţie !): zonei de centru ai geamului (nucleul), ai zonei marginale ai geamului (periferia) şi ai ramei în care se montează geamul ferestrei tip termopan; menţionăm că aceştia diferă de la produs la produs, de la firmă la firmă;

3.     Nu prezintă încredere totală produsele firmelor care nu furnizează toate datele menţionate la pct. 2; în aceste cazuri clientul nu poate prezenta reclamaţii în cazul în care, pe faţa dinspre cameră a ferestrei, se produce condens;

4.     In perioada de garanţie, se vor reclama toate situaţiile în care garniturile de cauciuc nu etanşează corect fereastra;

5.     Fiecare fereastră trebuie cumpărată cu cel puţin un (oricât-de-mic) ochi, cu dublă deschidere (oscilo-batante) şi cu plasă contra insectelor (pentru a putea efectua cât mai dese aerisiri ale încăperii);

6.     Termopanul scade consumul energetic al locuinţei mai degrabă prin etanşare decât prin izolare termică (excepţie fac geamurile termopan cu componente mai scumpe);

7.     Locuinţa cu geamuri termopan trebuie să fie corect ventilată. O ventilare mecanică slabă, dar continuă, este soluţia ideală. Întrebaţi-ne şi vă vom spune !

8.     În acest fel zidurile casei Dumneavoastră nu se vor …îmbolnăvi, definitiv şi irevocabil, de umezeală !

9.     Sau, nu-ne-mai-întrebaţi, dar ventilaţi-vă  natural casa prin deschideri cât mai frecvente ale geamurilor Dumneavoastră „termopanate”. Dar, verificaţi rezultatul cu un specialist atestat.

10.  Vom reveni !

 

Să vă stăpâniţi sănătoşi „termopanele” şi să auzim numai de bine despre sănătatea …zidurilor casei Dumneavoastră ! Doamne Ajută !

<<< înapoi

 

 



* Doctor Inginer în Termo-Hidraulica Instalaţiilor, Expert Tehnic, Verificator de Proiecte, Prof. Univ. Asociat  la UTCB şi UPB, Cercetător Ştiinţific Principal la INCERC - Bucureşti (1970-1994), membru al Asociaţiei Inginerilor de Instalaţii din România (AIIR), membru al Asociaţiei Generale a Frigotehniştilor din România (AGFR), membru al Asociaţiei Americane a Inginerilor din Încălzire, Refrigerare şi Aer Condiţionat-Inc. (ASHRAE). Tel: 0722 363 066. Tel/Fax: 021 232 5145. E-mail: tt@airconditioning.ro. http:\\ www.airconditioning.ro.