Воздухопроницаемость ограждений

Под воздухопроницаемостью наружных ограждающих конструкций понимают фильтрацию сквозь них внутрь помещения холодного воздуха, возникающую при разности давлений на противоположных поверхностях конструкции.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций Dр определяется по формуле

(31)

где Н – высота здания от поверхности земли до верха карниза, м; g_н, g_в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³; u – расчетная скорость ветра, м/с.

Удельный вес воздуха определяется по формуле

(32)

где t – температура воздуха: внутреннего для определения g_в; наружного для определения g_н (равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [1]).

Фильтрация холодного воздуха в помещение через ограждения происходит постоянно через открытые поры в материалах, через неплотности швов и стыков конструкций, через неплотности оконных и дверных проемов. В помещении образуется воздухообмен за счет разности давлений наружного и внутреннего воздуха (рисунок 18).

При этом тепловым напором называют разность давлений воздуха, возникающую из-за разности температур наружного и внутреннего воздуха, ветровым напором – под действием ветра.

Рисунок 14 – Схема воздухопроницания через ограждение

При этом в нижней части помещения (или нижних этажах здания) происходит приток наружного холодного воздуха внутрь помещения – инфильтрация, а в верхней части (или верхних этажах) – вытяжка теплого воздуха из помещений наружу – эксфильтрация.

Зимой инфильтрация сильна при больших перепадах внутренней и наружной температур, летом инфильтрация возрастает при большом ветре. В помещении создается неорганизованный воздухообмен, который ощущается в виде потоков холодного воздуха. При незначительных объемах он удаляет излишнюю влагу из ограждения и уменьшает влажность внутреннего воздуха. Повышенная инфильтрация вызывает дискомфортные ощущения у людей и сильно охлаждает помещение.

Сопротивление воздухопроницаемости R_u – это разность давлений воздуха, при которой через ограждающие конструкции площадью 1 м² за 1 час проникает 1 кг воздуха.

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции R_u определяется по формуле

(33)

где R_u1, R_u2,…, R_un, – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м²чПа/кг. Эти значения принимаются по прил. 9*.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций за исключением окон, балконных дверей и фонарей R_u, определяемого по формуле

(34)

где Dр – разность давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения, Па; G^н – нормативная воздухопроницаемость ограждения, принимаемая по табл. 12*.

Воздухопроницаемость ограждения зависит от наличия в материале крупных пор, сообщающихся между собой, а так же влагосодержания. При наличии жидкой влаги в капиллярах воздухопроницаемость при умеренной разности давлений уменьшается. В многокомпонентных материалах, например, шлакобетоне, из-за наличия микроскопических трещин в местах контакта компонентов воздухопроницаемость выше.

Воздухопроницаемость ограждающих конструкций существенно зависит от качества работ (например, заполнения швов кладки раствором), от плотности поверхностных слоев.

Для уменьшения воздухопроницаемости слоистых стен применяют прокладки (картон, строительная бумага) под наружным слоем ограждения, производят наружную штукатурку или облицовку, выполняют расшивку швов кладки.

Аэрация

Аэрацией называют организованный и управляемый (регулируемый) воздухообмен.

Воздухообмен при проветривании помещений через форточки и фрамуги в окнах является управляемым, но не организованным, поскольку нельзя регулировать объем поступающего и выходящего воздуха, зависящий от ветра, разности температур и других случайных факторов.

Замедлить воздухообмен можно, используя вместо форточек вентиляционные каналы. Форточки и вентиляционные каналы применяют для воздухообмена в гражданских зданиях, где не происходит вредных выделений.

Для промышленных зданий со значительным тепловыделением, выделением дыма, газа или других вредных примесей воздухообмен имеет важное значение. В основном в промышленных зданиях предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию с механическим побуждением. При этом система управляемых приточных и вытяжных отверстий допускает регулировку количества подаваемого и извлекаемого воздуха в зависимости от температуры, направления и скорости ветра.

Действие аэрации основывается на тепловом подпоре, возникающем в результате разности температур внутреннего и наружного воздуха, и на перепаде высот приточных отверстий, располагаемых в нижней зоне. Приточные отверстия предусматривают в окнах в виде фрамуг, открывающихся и закрывающихся механически. Вытяжные отверстия находятся в самой верхней зоне помещения и проектируют в виде аэрационных или светоаэрационных фонарей.