11

Солодченкова Т. Б.

§ 5.3. 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)

5.3.1. 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),  _хол – вес холодного воздушного столба

, (Н/м³) (3)

 _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).

5.3.2. 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)

 – 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 *)