Общие положения. В зимнее время воздух в отапливаемых помещениях имеет существенно более высокую температуру, чем наружный воздух

В зимнее время воздух в отапливаемых помещениях имеет существенно более высокую температуру, чем наружный воздух. При этом наружный воздух имеет большую плотность, чем воздух в помещении, вследствие чего на наружной и внутренней поверхностях ограждения возникает разность давлений воздуха (гравитационное давление). Этот эффект усиливается влиянием ветра, под действием которого на наветренных поверхностях ограждений возникает избыточное давление, а на заветренных поверхностях – разрежение, что приводит к возникновению избыточного статического (ветрового) давления.

При разности давлений воздуха с одной и другой стороны ограждения возникает процесс фильтрации в направлении от большего давления к меньшему. Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией, при обратном направлении - эксфильтрацией.

Инфильтрация наружного воздуха в холодный период приводит к дополнительным затратам тепла, а в теплый период – холода. Эксфильтрация влажного внутреннего воздуха увлажняет ограждения и снижает теплозащитные качества ограждающих конструкций.

В связи с этим при проектировании систем отопления необходимы проверочные расчёты принятых наружных ограждений на воздухопроницаемость.

Воздухопроницаемость – это свойство ограждений или материалов пропускать воздух.

Воздухопроницаемость ограждающей конструкции оценивается по величине сопротивления воздухопроницанию R_и, (м²·ч·Па)/кг. Для сплошных слоёв материалов сопротивление воздухопроницанию определяется по формуле

(7.1)

где – толщина слоя, м; i – коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/(м·ч·Па).

Коэффициент воздухопроницаемости характеризует количество воздуха в кг, которое проходит через 1 м² ограждения за 1 час при разности давлений 1 Па.

7.2. Расчёт 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 R_И^тр, (м²·ч·Па)/кг, определяемого по формуле

(7.2)

,

где G_Н – нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²·ч), принимаемая по [1]; ΔР – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая по формуле

(7.3)

;

здесь Н – высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м; – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, [2]; γ_н, γ_в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле

(7.4)

,

где t – температура воздуха: внутреннего (для определения γ_в), принимаемая согласно [1, п. 2.2*]; наружного (для определения γ_н), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [2].

Для сравнения с требуемым сопротивлением воздухопроницанию R_И^тр, (м²·ч·Па)/кг, важно определить фактическое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции R_И^ф, (м²·ч·Па)/кг, по выражению

(7.5)

,

где R_И1, R_И2, ···, R_Ип – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·ч·Па)/кг (прил. 11).

После расчетов R_И^ф и R_И^тр необходимо произвести сравнение полученных значений.

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

Тренировочные задания

Задание8. Рассчитать сопротивление воздухопроницаемости многослойной ограждающей конструкции.

Исходные данные:

1. Ограждающая конструкция девятиэтажного жилого здания, состоящая из трех слоев: керамзитобетона γ₁=1000 кг/м³ и толщиной δ₁=0,120 м; слоя утеплителя из пенополистирола γ_ут=40 кг/м³, толщиной δ_УТ =0,05 м; керамзитобетона γ₃=1000 кг/м³ и δ₃=0,08 м.

2. Район строительства – г. Пенза.

3. Влажностный режим помещения – нормальный.

4. Зона влажности района – сухая.

5. Условие эксплуатации – А.

6. Высота этажа – 2,7 м.

7. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: t_н^0,92 =–29⁰С (прил.7); t_в =18⁰С; =5,6 м/с [2]; G_н=0,5 кг/(м²×ч) [1]; R_И1=8,2 (м²×ч∙Па)/кг(прил.11); R_Иут=98 (м²×ч∙Па)/кг (прил.11); R_И2=8,2 (м²×ч∙Па)/кг (прил. 11).

Порядок расчёта

1. Находим удельный вес наружного и внутреннего воздуха по формуле (7.4):

Н/м³; Н/м³.

2. Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции ΔР по формуле (7.3):

Па.

3.Вычисляем требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции R_И^тр по выражению (7.2):

(м²×ч∙Па)/кг.

4. Определяем сопротивление воздухопроницаемости отдельных слоёв ограждающей конструкции

(м²×ч∙Па)/кг;

(м²×ч∙Па)/кг;

(м²×ч∙Па)/кг.

5. Находим общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения R_И^ф по формуле (7.5):

(м²×ч∙Па)/кг.

Таким образом, ограждающая конструкция отвечает требованиям воздухопроницаемости, т.к. выполняется условие R_И^ф ≥ R_И^тр,т.е. 158, 4> > 88,8 (м²×ч∙Па)/кг.

Дата добавления: 2015-05-26