Воздухопроницаемость конструкций зданий.
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 р определяется по формуле
где Н – высота здания от поверхности земли до верха карниза, м; н, в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м3; – расчетная скорость ветра, м/с.
Удельный вес воздуха определяется по формуле
где t – температура воздуха: внутреннего для определения в; наружного для определения н (равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92).
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).
При этом тепловым напором называют разность давлений воздуха, возникающую из-за разности температур наружного и внутреннего воздуха, ветровым напором – под действием ветра.
Рисунок – 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 Ru – это разность давлений воздуха, при которой через ограждающие конструкции площадью 1 м2 за 1 час проникает 1 кг воздуха.
Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции Ru определяется по формуле
где Ru1, Ru2,…, Run, – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м2чПа/кг.
Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций за исключением окон, балконных дверей и фонарей Ru, определяемого по формуле
где р – разность давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения, Па; Gн – нормативная воздухопроницаемость ограждения.
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.