Общее сопротивление воздухопроницанию

Воздухопроницаемость ограждающих конструкций

 

Воздухопроницаемость – это фильтрация воздуха через ограждающую конструкцию. Она происходит под действием разности давления воздуха на противоположных поверхностях конструкции. Разность давления состоит из теплового напора и давлении ветра:

(1)

 

Тепловой напор

 

Тепловой напор означает, что в нижней части здания происходит инфильтрация, а в верхней – эксфильтрация. Инфильтрация – это приток воздуха более низкой температуры через проёмы ограждений внутрь помещения. Эксфильтрация – это вытяжка из помещения воздуха более высокой температуры, чем температура окружающей среды. Между верхней и нижней частями здания есть нейтральная зона – условная горизонтальная плоскость, в которой инфильтрация и эксфильтрация скомпенсированы (рис.)

 

Величину теплового напора определяют разностью веса (массы) двух воздушных столбов с разной температурой. Вес (масса) холодного воздуха больше, чем тёплого, поэтому

, (2)

где h₀ – высота нейтральной зоны, отсчитываемая от основания здания (уровня земли), g _хол – вес холодного воздушного столба

, (Н/м³) (3)

 

g _тёпл – вес тёплого воздушного столба

, (Н/м³) (4)

 

Если площадь открытых вытяжных отверстий равна площади приточных отверстий, то нейтральная зона расположена посередине высоты здания, т. е. её высота равна:

. (5)

 

В холодное время года площадь S₁ вытяжных проёмов превышает площадь S₂ приточных проёмов. Поэтому положение нейтральной зоны смещается вверх и значение h₀ определяют по формуле

.

С учётом этого обстоятельства СНиП II-3-79 устанавливает величину

.

Поэтому высота нейтральной зоны увеличивается до значения:

. (5*)

Подставляя выражение (5*) в формулу (2), получим, что тепловой напор равен

, (2*)

где вес холодного и тёплого воздушных столбов определяют по формулам (3) и (4).

Давление ветра

 

Давление ветра – это разность давлений воздуха на внешней и внутренней поверхностях ограждения. Оно зависит:

- от скорости ветра,

- аэродинамических особенностей здания.

Величину давления ветра определяют по формуле

, (6)

где p – полное динамическое давление ветра на плоскость, перпендикулярную к его направлению, равное

(Па), (7)

u – максимальная средняя скорость ветра, g – ускорение свободного падения

,

k_наветр – аэродинамический коэффициент наветренного фасада, k_{подветр} – аэродинамический коэффициент подветренного фасада. Значения этих коэффициентов зависят:

1) от формы здания,

2) от направления ветра.

Если ограждения вертикальные и ветер перпендикулярен к их поверхности, то

.

Подставим эти значения и выражение (7) в формулу (6):

,

,

(Па). (6 *)

 

 

Общее сопротивление воздухопроницанию

 

Подставим выражения (2*) и (6*) в формулу (1). Тогда в холодное время года результирующую воздухопроницаемость определяют по формуле

(Па), (1)

где u – максимальная скорость из средних скоростей ветра за январь, повторяемость которых более 16 %.

Требуемое общее сопротивление ограждения воздухопроницанию для однослойных конструкций равно

(Па^.м^2.ч/кг), (8)

где G_норм – нормативная воздухопроницаемость ограждающей конструкции,

Её значения даны в табл. 12 СНиП II-3-79.

Примеры расчётных значений сопротивления воздухопроницанию наиболее распространённых материалов конструкций приведены в таблице:

 

Материал	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопроницанию R, Па.м2.ч/кг
Бетон сплошной (без швов)
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-печаном растворе	(в 1 кирпич) и более
(полкирпича)
Обои бумажные обычные	0,5
Обшивка из обрезных досок, соединённых впритык или в четверть	20-25	0,1
Обшивка из хвойных досок, двойная с прокладкой из строительной бумаги
Обшивка из жёстких древесно-волокнистых листов с заделкой швов		3,3
Обшивка из гипсовой сухой штукатурки с заделкой швов
Пенобетон автоклавный (без швов)
Пенополистирол	50-100
Рубероид	1,5	воздухопроницаем
Толь	1,5
Фанера клееная (без шквов)	3-4
Штукатурка известковая по каменной или кирпичной кладке

 

Для окон и балконныхдверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных помещений:

. (9)

Для многослойных конструкций:

, (10)

где N – число слоёв, R_i,в.пр. – сопротивление воздухопроницанию i-го слоя (см. табл. выше).

Реальные значения сопротивления воздухопроницанию во всех случаях должны быть не менее требуемых.

.