5 Воздушный режим здания

Воздушный режим здания определяется тепловым режимом помещений. Инфильтрация наружного воздуха в холодный период приводит к дополнительным затратам тепла, а в теплый период − холода. Эксфильтрация влажного внутреннего воздуха увлажняет и снижает теплозащитные качества ограждающих конструкций. Движение воздуха в здании и через наружные ограждения происходит в результате наличия перепада давления ΔР, Па, на противоположных поверхностях ограждающих конструкций, возникающего за счет теплового и ветрового давлений. Проникновение воздуха осуществляется через проемы, поры и неплотности в ограждениях. В связи с этим при решении задач отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха необходимы проверочные расчеты принятых наружных ограждений на воздухопроницаемость.

5.1 Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции (стены)

В целях экономии топливно-энергетических ресурсов наружные ограждающие конструкции зданий должны иметь сопротивление воздухопроницанию R_и, (м²·ч·Па)/кг, не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию , (м²·ч·Па)/кг, определяемого по формуле:

, (51)

где G_н − нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²·ч) (таблица 18);

ΔР − разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая по формуле:

, (52)

где Н − высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

υ – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, (таблица 4) или [1, приложение, гр.11];

γ_н, γ_в − удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле:

, (53)

где t − температура воздуха, C: внутреннего (для определения γ_в), принимаемая согласно (таблице 1); наружного (для определения γ_н), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (приложение А, таблица А.1).

Таблица 18 – Значения нормативной воздухопроницаемости G_н

Ограждающие конструкции	Воздухопроницаемость Gн, кг/(м^2·ч), не более
Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений	0,5
Наружные стены, перекрытия и покрытия производственных зданий и помещений	1,0
Стыки между панелями наружных стен:	0,5
а) жилых зданий
б) производственных зданий	1,0
Входные двери в квартиры	1,5
Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и помещений
а) пластиковые	5,0
б) деревянные	6,0

Продолжение таблицы 18

Ограждающие конструкции	Воздухопроницаемость Gн, кг/(м^2·ч), не более
Окна производственных зданий с кондиционированием воздуха	8,0
Окна, двери и ворота производственных зданий	10,0
Примечание. Воздухопроницаемость стыков между панелями наружных стен жилых зданий должна быть не более 0,5 кг/(м·ч)

Для сравнения с требуемым сопротивлением воздухопроницанию , (м²·ч·Па)/кг, важно определить фактическое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции:

, (54)

где − сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·ч·Па)/кг, (таблица 19).

Таблица 19 – Сопротивление воздухопроницанию материалов конструкции

Материалы конструкций	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопрони-цанию , (м^2·ч·Па)/кг
Бетон сплошной (без швов)	100	19620
Газосиликат сплошной (без швов)	140	21
Известняк-ракушечник	500	6
Картон строительный (без швов)	1,3	64
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной в 1 кирпич и более	250 и  более	18
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной в полкирпича	120	2

Продолжение таблицы 19

Материалы конструкций	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопрони-цанию , (м^2·ч·Па)/кг
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-шлаковом растворе толщиной в 1 кирпич и более	250 и  более	9
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-шлаковом растворе толщиной в полкирпича	120	1
Кладка кирпича керамического пустотного на цементно-песчаном растворе толщиной в полкирпича	−	2
Кладка из легкобетонных камней на цементно-песчаном растворе	400	13
Кладка из легкобетонных камней на цементно-шлаковом растворе	400	1
Листы асбестоцементные с заделкой швов	6	196
Обои бумажные обычные	−	20
Обшивка из обрезных досок, соединенных впритык или вчетверть	20 – 25	0,1
Обшивка из обрезных досок, соединенных в шпунт	20 – 25	1,5
Обшивка из досок двойная с прокладкой между обшивками строительной бумаги	50	98
Обшивка из фибролита или из древесно-волокнистых бесцементных мягких плит с заделкой швов	15 – 70	2,5
Бетон сплошной (без швов)	100	19620
Обшивка из фибролита или из древесно-волокнистых бесцементных мягких плит без заделки швов	15 -- 70	0,5
Обшивка из жестких древесно-волокнистых листов с заделкой швов	10	3,3
Обшивка из гипсовой сухой штукатурки с заделкой швов	10	20
Пенобетон автоклавный (без швов)	100	1960

Продолжение таблицы 19

Материалы конструкций	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопрони-цанию , (м^2·ч·Па)/кг
Пенобетон неавтоклавный	100	196
Пенополистирол	50 – 100	79
Пеностекло сплошное (без швов)	120	Воздухо- непроницаемо
Плиты минераловатные жесткие	50	2
Рубероид	1,5	Воздухо- непроницаемо
Толь	1,5	490
Фанера клееная (без швов)	3 – 4	2940
Шлакобетон сплошной (без швов)	100	14
Штукатурка цементно-песчаным раствором по каменной или кирпичной кладке	15	373
Штукатурка известковая по каменной или кирпичной кладке	15	142
Штукатурка известково-гипсовая по дереву (по драни)	20	17
Керамзитобетон плотностью 900 кг/м^3	250 – 400	13÷17
То же, 1000 кг/м^3	250 – 400	53÷80
То же, 1100 ÷ 1300 кг/м^3	250 – 400	390÷590
Шлакопемзобетон плотностью 1500 кг/м^3	250 – 400	0,3
Примечания: 1. Для кладок из кирпича и камней с расшивкой швов на наружной поверхности приведенное в таблице сопротивление воздухопроницанию следует увеличивать на 20 (м^2·ч·Па)/кг. 2. Сопротивление воздухопроницанию воздушных прослоек и слоев ограждающих конструкций из сыпучих (шлака, керамзита, пемзы и т.п.), рыхлых и волокнистых (минеральной ваты, соломы, стружки и т.п.) материалов следует принимать равным нулю независимо от толщины слоя. 3. Для материалов и конструкций, не указанных в таблице, сопротивление воздухопроницанию следует определять экспериментально.

После расчетов инеобходимо произвести сравнение полученных значений. Если≥, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям воздухопроницаемости, в другом случае потребуется предусмотреть меры по повышению воздухопроницаемости ограждений. Для этого рекомендуется выбрать строительные материалы и конструкции с большим и более плотные слои ограждения располагать у наружной поверхности. В качестве таких слоев целесообразно принимать цементно-песчаную штукатурку, керамическую плитку, естественный облицовочный камень и т.п.

Пример 11. Рассчитать сопротивление воздухопроницаемости многослойной ограждающей конструкции

Исходные данные.

1. Ограждающая конструкция девятиэтажного жилого здания, состоящая из трех слоев (см. пример 10): керамзитобетона на керамзитовом песке γ₁ = 1000 кг/м³ толщиной δ₁ = 0,12 м; слоя утеплителя из пенополистирола γ_ут = 40 кг/м³ толщиной δ₂ = 0,1 м; керамзитобетона γ₃ = 1000 кг/м³ толщиной δ₃ = 0,08 м.

2. Район строительства – г. Пенза.

3. Влажностный режим помещения – нормальный.

4. Зона влажности – сухая.

5. Условия эксплуатации – А.

6. Высота этажа – 2,7 м.

7. Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов

t_хп(0,92) = -29 С, (приложение А, таблица А.1); t_в = 20С (таблица 1);

υ = 5,6 м/с [9, приложение 4, гр.11] или таблица 4;

G_н = 0,5 кг/(м²·ч) (таблица 18);

= 14,4 (м²·ч·Па)/кг (таблица 19);

= 79 (м²·ч·Па)/кг (таблица 19);

= 21,6 (м²·ч·Па)/кг (таблица 19).

Порядок расчета.

1. Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции ΔР по формуле (52) и удельный вес наружного воздуха γ_н и внутреннего воздуха γ_в по формулам (53):

Н/м³;

Н/м³;

2. Вычисляем требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции , по выражению (51):

(м²·ч·Па)/кг.

3. Находим общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения по формуле (54):

(м²·ч·Па)/кг.

Таким образом, ограждающая конструкция отвечает требованиям воздухопроницаемости, так как выполняется условие >, т.е. 115 >90,8 (м²·ч·Па)/кг.