~Calcul termic SERE - NOU!~ - fisier nou !

In ultima vreme, am tot primit cereri de imbunatatire a fisierului. Deh, este din 2012, deci de 9 ani, aproape 10... Se doreste ca fisierul sa se poata utiliza si pt sere "invelite" mai bine dpdv al izolatiei termice oferite, cu mai multe straturi de folie de polietilena (sau polipropilena?), si cu diferite distante intre aceste straturi de folie. Evident, intre ele exista aer, care si el va izola termic un pic, in functie de "grosimea" lui, adica de distanta dintre folii. Asta presupunand ca este aer NE-ventilat... Ei bine, am actualizat fisierul in acest sens. In plus, am studiat la greu geometria cercului si a segmentului de cerc, asa ca acum suprafetele sunt calculate chiar exact! Se calculeaza inclusiv raza cercului ce contine segmentul de cerc, unghiul la centru in radiani si in grade, lungimea coardei (desi de obicei se stie la o sera cu bolta rotunda), lungimea segmentului de cerc, aria lui etc. Puteti gasi in fisier chiar si un mic convertor, care va poate transforma marimea unui unghi din grade in radiani, si invers, din radiani in grade. De asemenea, am separat suprafata vitrata in 2 zone: peretii verticali ai serei, prin care exista Flux Termic Orizontal, de la interiorul mai cald catre exteriorul mai rece (FTO), si zonele NE-verticale ale invelisului serei (inclinate / oblice, ca orizontale nu prea :) ), prin care exista Flux Termic Vertical ascendent (FTV). Ma rog, mai mult oblic decat vertical... Aceasta optiune este utila mai ales in cazul in care peretii verticali ai serei au alte caracteristici termice fata de "acoperisul" serei. Poate alte materiale folosite, sau poate alte grosimi, sau poate distanta dintre folii este alta. Zic poate... Ce-i drept, daca peretii si "acoperisul" sunt la fel dpdv termic, atunci diferentele sunt mici si se datoreaza doar gradului de izolare termica oferit de grosimile mici ale straturilor de aer neventilat dintre foile/foliile care compun invelisul exterior al serei, care difera putin intre FTO si FTV.
Sper sa va placa si sa va ajute si noul fisier, denumit ~Calcul termic SERE - NOU!~ Il puteti gasi mai jos.

~Calcul termic SERE - NOU!~, 69 KB.
Spor la Calcule!

Grosimea optimă a izolației termice sub o instalație IPAT - Partea II

Salutare, oameni buni!

În prima parte a postării "Grosimea optimă a izolației termice sub o instalație IPAT", pe care o puteți revedea AICI , ne-am lămurit că programul "Calcul IPAT conform EN 1264", pe care il puteți descarca de aici , oferă rezultate corecte, verificabile fizic, și că se pot face cu ajutorul lui o mulțime de simulări interesante. Și asta vom face mai departe.

Dar să lămurim mai întâi aparenta anomalie de care am pomenit la finalul primei părți apostării! Și anume, cum poate să fie mai mare căldura pierdută în jos în cazul în care sub camera cu IPAT se află o altă cameră cu temperatura interioară tot de 20 de grade Celsius, față de cazul în care sub IPAT avem placă de sol și pământ la 5*C? Evident, în cazul în care nu avem nici un fel de izolație nici sub serpentine și nici sub planșeu sau placă. Ei bine, explicația este simplă: în cazul în care avem o altă cameră sub IPAT, transferul termic se face doar prin planșeul din beton armat, până la camera de dedesubt.

Dar în cazul în care avem placă pe sol sub IPAT, transferul termic se consideră că are loc atât prin placă cât și prin stratul de pământ dintre placă și pânza freatică !!! Vedeți valorile Ru din celulele K22 și O22. Rezistența termică a materialelor de sub serpentinele IPAT este mult mai mare în cazul plăcii pe sol, căci se adaugă și cei câțiva metri de pământ până la stratul de apă freatică. În lipsa oricărei izolări termice în ambele cazuri, se pierde la fel de multă căldură spre sol ca și spre o altă cameră dacă notăm aproximativ 1,9 metri de pământ până la pânza freatică în celula O19. Dacă sub casă nu există nici un strat de apă freatică, sau dacă se află la o adâncime mai mare de 7 m, atunci în celula O19 se notează 7 metri. Caz în care se pierde în jos spre sol de 3 ori mai puțină căldură decât spre o altă cameră încălzită. Deci această valoare este foarte importantă în cazul IPAT.

Oarecum similar cu fișierele "Economie prin zidărie" de aici și "Economie prin tâmplărie" disponibil aici , am creat un alt fișier excel, pe nume "Economie prin pardoseală", cu care putem aprecia rentabilitatea izolațiilor termice în cazul încălzirii prin pardoseală, adică făcând comparații între prețul și grosimea lor, pentru reducerea cât mai mult a pierderilor de căldură în jos. Astfel, puteți face simulări atât cu diferite materiale izolatoare ca proprietăți termice și preț pe metru pătrat, cât și cu grosimi diferite.

Concluziile sunt interesante!!!

Cea mai importantă este că, în general, la noi, se izolează sub serpentinele încălzirii prin pardoseală cu grosimi de polistiren mult mai mici decât ar fi nevoie!!! 3-5 cm la parter și 2-3 cm la etaj este FOARTE PUȚIN !!!

Cu o izolație termică groasă sub serpentine, puteți reduce debitele de agent termic prin conducte! Pt ca nu ar mai fi atâta apă plimbată prin țevi doar pt a transporta căldura care se pierde în jos, spre alte camere sau spre sol. Iar debite mici prind bine atunci când suma debitelor prin toate circuitele IPAT depășește debitul maxim al pompei centralei termice, caz în care aveți neapărat nevoie de o pompa suplimentară. Altfel, puteți să vă bazați doar pe pompa cu care este dotată centrala termică.

Exemple:

Dacă sub IPAT avem o altă cameră, și considerăm pierdere efectivă de căldură în jos doar 50% din căldura care se duce în camera de dedesubt: diferența de preț dintre un polistiren EPS150 de 2 cm grosime sub serpentine și unul de 10 cm grosime o amortizezi in doar 10 ani!!! O casă se presupune că va fi folosită mult mai mult timp. Deci în timp vei ieși cu siguranță pe plus! Să presupunem că sub planșeu există și un strat de polistiren de 2 cm grosime (fie el și EPS60...) pus pe fundul cofrajului pentru planșeu: în doar 11 ani ai amortiza diferența de preț între un EPS150 sub serpentine de 2 cm și unul de 5 cm grosime. Dacă vorbim de EPS120: în 8 ani. Cu XPS: în 13 ani... Pe scurt, sub un IPAT la etaj, aș recomanda MINIMUM 8 cm în total (toți 8 sub serpentine, sau minumum 2-3 cm pe tavanul camerei de dedesubt și minimum 5 cm chiar sub serpentine) !!!

Dacă acea cameră de dedesubt este un beci, sau un spațiu tehnic nelocuit și neincălzit, sau un garaj, în care sunt, sa zicem, 10*C, atunci diferența dintre 2 și 5 cm sub serpentine o "recuperezi" în doar 4 ani !!! Între 2 cm și 15 cm în 9 ani... De-asta ar trebui izolate temeinic tavanele încăperilor mai reci, deasupra cărora sunt camere încălzite cu IPAT! Asta ca să nu mai zicem că sunt cazuri în care chiar nu vrem să pierdem căldură spre camera de dedesubt, adică nu vrem sa o încălzim, așa că ar trebui să notăm în celula V23 din pagina Calcule un procent de 100% pierderi de căldură în jos, care ar reduce și mai mult perioada de amortizare a investiției inițiale, respectiv ar crește grosimea stratului de izolație termică care ar merita pus.

Dacă sub IPAT avem placa pe sol, și nu avem izolație sub placă, și avem 2 m până la apa freatică: diferența dintre un EPS150 de 5 cm grosime, cât se pune astăzi oarecum uzual și ușor maximal, și unul de 10 cm grosime, o amortizezi in 6 ani!!! Dacă ai 4 m de sol până la pânza freatică, în 10 ani, iar dacă ai 7 m, în 17 ani. Dacă însă ai pus și 10 cm de polistiren sub placă, atunci diferența dintre 5 și 10 cm sub serpentine se vor recupera în: 2m în 15 ani, 4m în 19 ani și 7m în 26 ani. Vă invit să faceți orice fel de simulări doriți, cu orice fel de date...
Pe scurt, pt IPAT la parter pe sol, aș recomanda minimum 12-15 cm în total (sub serpentine + în/sub placa pe sol)!!!

Interesant!!! Recunosc că aceste grosimi de strat izolator anti-pierderi de căldură în jos, rezultate din aceste simulări, sunt chiar mai mari decât aș fi crezut și aș fi recomandat...

Mențiuni:

* ATENȚIE!!! Toate aceste perioade de amortizare a investiției inițiale expuse mai sus, rezultate din calcule, pot fi mai mici sau mai mari, în funcție de o mulțime de detalii și factori specifici situației dvs particulare, pe care puteți să-i luați în calcul în acest fișier. Posibilitățile extinse de a lua în calcul o mulțime de date de intrare concrete specifice fiecărui utilizator în parte, este un mare atu al acestui program!!! Așa că, atenție!, NU luați exemplele de mai sus ca fiind universal valabile, în orice condiții !!! Au fost calculate cu date de "intrare" adiționale care poate vouă nu vi se potrivesc, de genul: 9 luni sezon de încălzire (zonele climatice 4 și 5, poate și 3); 75 W/mp necesar termic real (la temperatura exterioara conform zonei climatice); țeavă de 17 mm; ecart de 4*C, șapă de 45 mm etc etc etc !!! Așa că vă invit pe fiecare să vă faceți simulările proprii!!!

* Uneori, în anumite situații, la diferența dintre o izolație termică complet lipsă, inexistentă, și una de 30-50 cm, poate rezulta din calcule o perioadă de amortizare suspect de mică!!! Nu cred că este o greșeală nici a stasului, nici a programului! Pur și simplu, situațiile respective se plasează aproape de sau peste limitele acceptabile ale metodei de calcul. Încercați să simulați calcule în situații cât mai realiste și mai aproape de adevăr... :) * Cred că am mai specificat și cu alte ocazii: atunci când vreți să faceți calcule termice concrete, realiste și corecte, la temperatura MEDIE a întregului sezon de încălzire pt zona dvs, atunci va trebui să "mergeți" în pagina Culise (atât în programul Radia3, cât și în CalculTermic), la zona M43 - Q46!!! Acolo, puteți nota orice alte temperaturi la orice zonă climatică, doar să nu vă încurce :) Adică: dacă vă interesează zonele climatice 1-3, atunci faceți modificările dorite la zonele climatice 4 și 5 și notați acolo temperaturile medii de iarna cu care vreți să faceți calculele/simulările pt zonele 1, 2 sau 3. Iar dacă locuiți în zonele climatice 4 sau 5, atunci faceți modificările dorite la zonele climatice 1, 2 sau 3 și notați acolo temperaturile medii de iarna cu care vreți să faceți calculele/simulările pt zonele climatice 4 sau 5. Astfel, în pagina Camere, când veți selecta orice zonă climatică, se va afișa temperatura din tabelul respectiv din pagina Culise, pe care tocmai l-ați modificat așa cum v-a convenit!!!
Nimic mai simplu :))

Economie prin pardoseală, sau Calcul grosime izolație sub IPAT
1,5 MB, fișier pt calcul rentabilitate grosime vs. preț la izolația termică sub IPAT; economie în ani și în bani prin izolație sub șapa cu IPAT

Grosimea optimă a izolației termice sub o instalație IPAT - Partea I

În primul rând, pt cei care s-au născut mai târziu, sau, dacă preferați, pt cei care au deschis mai târziu televizoarele, haideți să facem urmatoarea precizare: IPAT vine de la Încălzire în Pardoseală cu Agent Termic! Spre deosebire de IPEL, care este prescurtarea de la Încălzire în Pardoseală ELectrică.
Apoi, să stabilim ce fel de polistiren se poate folosi ca izolație termică sub șapa cu IPAT: polistiren expandat EPS sau polistiren extrudat XPS? Răspunsul este: ambele se pot folosi! XPS are o densitate mare, de 40-50 kg/mc, și este aproape complet impermeabil la vaporii de apă. Polistirenul expandat EPS se poate folosi și el cu condiția să fie suficient de dens, adică să aibă o rezistență la compresiune suficient de mare. Adică de la EPS 120 în sus! EPS 120 are o densitate minimă de 20 kg/mc (producatorii zic 22 ± 2% kg/mc), iar EPS 150 are o densitate minimă de 23 kg/mc. De menționat totuși că marii producători de sisteme IPAT care fac acele plăci de polistiren cu nuturi, le fac din EPS 150.
Și ar mai fi de spus două lucruri importante:
1. că polistirenul extrudat XPS este mai scump decât cel expandat EPS, fie el și de densitate mare (cam dublu față de EPS120, vezi tabelul de mai jos);
2. Conductivitatea termică lambda are valori similare atât la polistirenul extrudat XPS, cât și la polistirenul expandat cu densitate mare.
O comparație între ele arată cam așa (prețuri aproximative în aprilie 2020):



Diferență între valorile lambda de maxim 10%. Așa că acest criteriu, al gradului de izolare termică oferit la aceeași grosime, NU prea merită luat în calcul la stabilirea tipului de polistiren folosit la izolarea termică sub șapă, respectiv sub serpentinele IPAT. În consecință, cred că va prima prețul pe mp, și atunci va câștiga EPS-ul. Din păcate, sau din fericire, tot prețul va decide …

Și acum, că ne-am lămurit cum stă treaba cu tipul de polistiren pe care îl putem folosi la izolarea termică a încălzirii în pardoseală, ar trebui să ne ocupăm și de pierderile de căldură ÎN JOS ale unei șape cu IPAT, ca abia apoi să putem înțelege și calcula grosimea stratului de polistiren de sub șapa care înglobează serpentinele IPAT. Aud și văd tot felul de păreri în legătură cu grosimea minimă, sau grosimea recomandată a stratului de izolație termică de sub circuitele IPAT. Unii spun că, dacă încăperea cu IPAT se află la etaj, deci sub ea este o altă încăpere locuită și deci încălzită normal, nu mai este nevoie de polistiren în șapa cu IPAT, deoarece căldura care se pierde în jos nu se irosește de fapt, căci ajunge tot într-o cameră locuită, și prinde bine și acolo. (u nu prea înțeleg cum e bine să fie cald lângă tavanul unei camere, unde nu te ajută cu nimic, căci aerul cald stă sus, căldura merge în sus. Și oricum nu prea pierzi căldură în sus, către camera cu IPAT, căci se presupune că are aceeași temperatură interioară ca și cea de sub ea, ambele fiind locuite. Iar la parter, unde sub serpentinele IPAT este placa și apoi pământul, cică ar fi nevoie de 2-3 cm de izolație termică sub șapă. Alții spun că la etaj este nevoie de minim 7-8 cm, iar la parter de minim 10 cm, sau chiar 15-20 cm (!!!) de polistiren, mai ales dacă nu s-a pus un strat de izolație termică în placă. Cam acestea sunt părerile situate la extreme. Și, ca de obicei, extremele nu sunt bune, iar adevărul este întotdeauna undeva la mijloc.
Haideți să vedem ce înseamnă acest “mijloc”! Dar nu cu povești, impresii și păreri din burtă, nu cu sfaturi din auzite de la unu’-altu’, nu din vasta experiență a meșterului Dorel, ci cu stasul european 1264 în față! Mai precis, cu fișierul meu intitulat “Calcul IPAT conform EN 1264”, care reproduce întrutotul formulele de calcul din acest normativ.
Haideți să ne imaginăm următoarele 2 situații posibile, alese aproape aleator :), notate în fișierul “Calcul IPAT conform EN 1264”, și să vedem ce rezultate obținem:
1). În prima pagină, cea cu q max, notăm o cameră medie de 16 mp, un necesar termic dorit de 900 W (decent), temperatura interioară de calcul normală 20*C, ecart 4*C, rezistența termică a finisajului pardoselei 0,025 mpK/W (gresie etc). Sub planșeul cu IPAT notăm “o altă cameră” cu aceeași temperatură interioară de calcul de 20*C (celula W18). Restul setărilor și datelor oferite se pot vedea în poza de mai jos (clic pe ea pt mărire):

Rezultă un singur circuit scurt de 42 m, la pas lejer de 37,5 cm, cu o temperatură a pardoselei de 25,4*C, și o temperatură de tur de 43,4*C. Dar atenție la 4 detalii: un debit de 308 litri/oră, un total al pierderilor de căldură pt întregul circuit, deci pt întreaga cameră, de 534 W în jos!!! (vezi celula K24) care reprezintă 59,3% !!! din totalul de caldură necesar și oferit camerei de circuitul respectiv (vezi celula M24) și toate astea pt că în celula H16 NU AM NOTAT NIMIC! Adică ZERO mm izolație sub serpentina circuitului! Adică am pus serpentina direct pe planșeul din beton armat (cum cred unii că este ok) și gata! Bineînțeles, doar ca să vedem ce rezultate obținem! 😊
DECI: fără nicio izolație sub serpentină, ÎN JOS se pierd 534 W!!! Deși circuitul furnizează cei 900 W doriți!!! Asta înseamnă că, de fapt, la debitul de 308 litri/oră cu temperatura de tur de 43,4*C și ecartul de temp de 4*C, circuitul furnizează de fapt 900 + 534 = 1.434 W în total! Haideți să vedem dacă este corect și dacă putem avea încredere în aceste rezultate. Cum putem verifica asta, tot cu același program?
Simplu și logic: păi circuitul neizolat PLUS pierderile de căldură în jos nu cumva ar trebui să ofere rezultate identice cu un circuit al cărui necesar termic dorit să fie SUMA lor, dar cu pierderi termice în jos NULE, la aceeași temperatură de tur și cu același debit de agent termic / ecart? Nu e logic așa? Păi … cam da, nu? Cum anulăm (aproape) de tot pierderile de căldură în jos în program? Păi … hai să notăm în celula H16, că nu ne doare mâna, valoarea 5.000 mm! Știu, o să ziceți că nu se poate 5 METRI de polistiren sub șapă, și așa este!, că este o aberație, și așa este!, dar voi nu ați auzit de teste și simulări gratis? Nu mai bine simulezi o aberație întrun mediu sigur și gratis, ca să înveți și să înțelegi ceva, decât să recomanzi sau să îți fie recomandate soluții proaste care nu au nicio legătură cu realitatea și cu calculele?
Mă rog, pe cei care nu pot trece peste simularea asta, îi lăsăm în durerea lor, iar pe cei care au trecut de ea, îi anunț cu bucurie și mândrie: GATA! QED! Vezi poza de mai jos:



Am demonstrat ceea ce am avut de demonstrat! Întradevăr, programul afișează (cu un pas de 20 cm) un debit de 309 litri pe oră și la o temperatura de tur de 43,6*C! Deci cvasi-identic cu cel de la care am plecat. Deci logica și programul funcționează, iar pierderile de căldură în jos afișate par să fie corecte!
2). Ca să nu cumva să ziceți sau să credeți că aceste rezultate care respectă logica și algoritmul de calcul din stasul 1264 sunt întâmplătoare, haideți să mai facem o simulare! De data asta, notăm un necesar termic dorit de 1.200 W, o rezistență termică a finisajului pardoselei de 0,075 mpK/W (în general, parchet normal) și “placa pe sol” de 7*C, ca să vedem dacă și în acest caz se verifică concordanța rezultatelor de mai sus. Păstrăm ZERO izolație sub serpentine (celula H16), ca să vedem ce “iese”. Vezi poza:



Rezultatele sunt următoarele: la un pas decent de 20 cm, cu o temperatură de tur de 44,6*C (aproape de maximul permis), debitul este de 305 litri/oră. Ei bine, în acest exemplu, pierderile de căldură în jos sunt de 218 W pt întreaga suprafată a circuitului, respectiv a camerei, ceea ce reprezintă 18,2% din necesarul termic al camerei, de 1.200 W. Înseamnă că circutul produce de fapt 1.200 W care merg spre camera încălzită cu IPAT + 218 W care se pierd în jos, prin placă spre pământ = 1.418 W. Deci, la fel de logic: ar trebui ca un circuit pt 1.418 W și făra pierderi de căldură în jos să afișeze, la aceeași temperatură de tur, același debit de agent termic, nu? Ei bine, exact așa se și întâmplă (la un pas de 12,5 cm), și iată mai jos poza cu dovada:

Ca bonus, la finalul acestei demonstrații, haideți să mai facem și o altfel de verificare a datelor! Haideți să pornim de la ultimul exemplu: la necesarul termic inițial de 1.200 W, oare cât ar fi debitul dacă NU am mai avea acele pierderi de căldură în jos de 218 W ? Zis și făcut: 259 litri/oră. Buuuun! Deci debitul de agent termic ar fi mai mic cu 305-259=46 litri/oră. Adică, din debitul de 305 l/h, doar 259 l/h “transportă” căldura care ajunge în camera cu IPAT, iar restul de 46 l/h “transportă” căldura care se pierde prin placă în jos spre pământ. Acum, hai să vedem câtă căldură transportă de fapt acești 46 l/h de agent termic! Aproximând 1 litru apă = 1 kg apă, avem Q = Volum x Csp apă x ΔTemp = 46 litri apă x 1,163 Wh/kgK căldura specifică a apei x 4*C ecartul de temperatură = 214 Wh. Aproape identic cu cei 218 W pe oră căldură pierdută în jos prin placă, deci … rezultatele sunt corecte și verificabile fizic. Această diferență minusculă provine de la rotunjirile de zecimale pe care le face programul…

Și acum, poate mulți ați observat aparenta anomalie și vă întrebați: cum de pierderile de căldură în jos spre o altă cameră în care sunt tot 20*C sunt cu mult mai mari decât spre pământul de sub casă, considerat la 7*C, adică o temperatură mult mai mică? Explicația - în partea a doua a postării pe care o puteți găsi AICI . La finalul postării, veți găsi și fișierul Excel cu care am făcut simulările, și pe care îl puteți utiliza și voi ...