AIR INFILTRATION AND ROOM HEAT LOSS THROUGH WINDOW OPENINGS
- Authors: VESNIN V.I.1
-
Affiliations:
- Samara State University of Architecture and Civil Engineering
- Issue: Vol 6, No 3 (2016)
- Pages: 10-16
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/54313
- DOI: https://doi.org/10.17673/Vestnik.2016.03.2
- ID: 54313
Cite item
Full Text
Abstract
The research of cooling processes of a building, when heating system is operating in discontinuous mode, is carried out. Factors affecting temperature decrease rate are analyzed. Influence of cold air infiltration on heat exchange processes is shown. Methods of aerodynamic calculations of natural ventilation are specified. Method of pressure determination in-building, taking into account infiltrative air hydraulic loss, is proposed. Cooling process with air infiltration is calculated. Infiltration increases clinograde by 0.4-1°C per hour. Existing materials of heat transfer resistance through fiberglass windows constructions are compiled. Practical proposals for reducing of air infiltration and heat loss through openings are made.
Full Text
Прерывистое отопление предполагает понижение или выключение обогрева помещений на какой-то период суток. Оно применяется в целях энергосбережения и изначально предназначалось для производственных, административных и общественных зданий и сооружений. В этом случае имелась возможность осуществлять два режима теплоподачи. В течение рабочего дня отопление должно обеспечивать необходимый тепловой режим помещений. В нерабочий период допускается понижение температуры помещений до уровня, который определяется различными факторами. В производственных сухих помещениях возможно понижение температуры до 5 °С. Однако следует иметь в виду, что при таких температурах возможно выпадение из воздуха влаги, что бывает недопустимо. В таких случаях минимальная температура в помещениях должна быть выше точки росы. Наглядно работа прерывистого отопления согласно [1] показана на рис.1. Нерабочий период суток делится на две части: период охлаждения, когда система отопления отключена, и период нагрева помещения для его подготовки к рабочему дню. Продолжительность режима нагрева зависит от мощности системы отопления. Очевидно, что в период нагрева помещения мощность системы отопления должна значительно превышать мощность системы непрерывного отопления. В период охлаждения помещения температура воздуха зависит от коэффициента теплоусвоения и среднего по поверхности всех ограждений коэффициента конвективного теплообмена помещения. Показатель теплоусвоения определяется по формуле Yпом = ΣYi ∙ Ai , (1) где Yi -показатель теплоусвоения отдельных ограждений помещения; Ai - площадь соответствующих ограждений. Показатель теплопоглощения помещения можно определить по выражению Pпом = Рогр + Рвен. (2) Здесь Рогр и Рвен - показатели теплопоглощающей способности ограждения и вентиляции соответственно. Теплопоглощение воздуха, вентилирующего помещение, в работах [1-3] рекомендуется рассчитывать по нормативам воздухообмена помещений. Однако в расчётах прерывистого отопления теплопоглощение воздуха не учитывается, видимо, из предположения, что в процессе охлаждения помещения вентиляция отсутствует. Такое предположение допустимо для зданий с механической вентиляцией, но вряд ли может быть оправдано для зданий с естественной вентиляцией. В работах по прерывистому отоплению советского времени рассматривались лишь нежилые здания. В настоящее время появились работы, касающиеся жилых зданий [4-15]. В основном это связано с появлением средств учёта теплопотребления отдельных зданий и даже отдельных квартир. Например, в работе [2] подробно рассмотрены вопросы теплопотребления на примере 9-этажного жилого дома и приведены экспериментальные результаты. Однако в расчётном разделе по тепловому режиму здания внутренние тепловыделения и потери на инфильтрацию не учитываются из-за их незначительности. При этом неучёт воздухообмена объясняется тем, что современные пластиковые окна практически не пропускают воздух. Следует отметить, что отсутствие комплексного подхода к расчётам отопления и вентиляции характерно для многих работ. Даже в нормативных документах по отоплению и вентиляции имеются несоответствия. Очевидно, что в жилых домах перерывы в вентиляции недопустимы, за исключением случаев, когда в домах не живут постоянно, напри- 2 допускается понижение температуры помещений до уровня, который определяется различными факторами. В производственных сухих помещениях возможно понижение температуры до 5 °С. Однако следует иметь в виду, что при таких температурах возможно выпадение из воздуха влаги, что бывает недопустимо. В таких случаях минимальная температура в помещениях должна быть выше точки росы. Наглядно работа прерывистого отопления согласно [1] показана на рис.1. Рис.1. Циклограмма прерывистого отопления: а - теплопоступления; б - температуры; Qоп - мощность отопления; Qпот - теплопотери помещения; Qвыд - тепловыделения; tв - температура воздуха в помещении; tR - радиационная температура Нерабочий период суток делится на две части: период охлаждения, когда система отопления отключена, и период нагрева помещения для его подготовки к рабочему дню. Продолжительность режима нагрева зависит от мощности системы отопления. Очевидно, что в период нагрева помещения мощность системы отопления должна значительно превышать мощность системы непрерывного отопления. В период охлаждения помещения температура воздуха зависит от коэффициента теплоусвоения и среднего по поверхности всех ограждений коэффициента конвективного теплообмена помещения. Показатель теплоусвоения определяется по формуле Yпом = ΣYi ∙ Ai , (1) где Yi -показатель теплоусвоения отдельных ограждений помещения; Ai - площадь соответствующих ограждений. Показатель теплопоглощения помещения можно определить по выражению Рис.1. Циклограмма прерывистого отопления: а - теплопоступления; б - температуры; Qоп - мощность отопления; Qпот - теплопотери помещения; Qвыд - тепловыделения; tв - температура воздуха в помещении; tR - радиационная температура Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 3 (24) 12 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ мер, для загородных коттеджей или дачных домов. К тому же естественная вентиляция имеется всегда, вне зависимости от того, включено отопление или оно отсутствует. Современные пластиковые окна имеют системы микровентилирования, а помещения могут иметь стеновые вентиляционные клапаны для вентиляции. Теплопотери на инфильтрацию зависят, как правило, от инфильтрации в помещение холодного наружного воздуха и его температуры. Воздух нагревается в помещении, а затем уходит по вентиляционным каналам, унося с собой полученное тепло. Воздух в помещения поступает через ограждающие конструкции, имеющие пористые структуры, но основная его часть поступает через неплотности окон. Как показано в работе [3], количество воздуха, проходящего через массив стены, на порядок меньше, чем через оконные конструкции. Если для стен здания используются панели, то инфильтрация воздуха через стыковые соединения панелей в несколько раз выше, чем через массив стены. Однако инфильтрация через стыки панелей трудно поддаётся учету, так как она в основном за висит от качества строительных работ. В расчётах теплового баланса помещений обычно учитывают только воздухопроницаемость световых проёмов. Однако нормативная документация по вентиляции (СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование) предписывает учитывать все составляющие. Для этого используется следующее выражение: кондиционирование) предписывает учитывать все составляющие. Для этого используется следующее выражение: 0,216 ( ) 3456 0,5 , 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ Δ + ⋅ Δ + ⋅ Δ Δ + ⋅ ⋅ Δ = ⋅ ⋅ p A p l p p A G p R G A p i i i í u i i (3) где А1 - площадь световых проёмов помещения, м2; Ru - сопротивление воздухопроницанию световых проёмов, принимаемое по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на расчётном этаже; i - номер этажа; A2 - площадь других ограждаюших конструкций; Gн- нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, принимаемая по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на первом этаже; A3 - площадь щелей, неплотностей и проёмов в наружных ограждающих конструкциях; l - длина стыков стеновых панелей. Таким образом, в правой части уравнения (3) первое слагаемое суммы описывает инфильтрацию световых проёмов ( окон, балконных дверей, фонарей), второе - воздухопроницаемость стен, третье - поступление воздуха в помещение через щели, неплотности и проёмы в наружных ограждающих конструкциях, четвертое - воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. Выражение (3) хорошо описывает физику процесса инфильтрации воздуха через ограждающие конструкции, однако для расчётов по нему трудно получить достоверные исходные данные. На практике такой трудоёмкий расчет не проводится, так к ак в С НиП 2 .04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» он представлен как один из способов определения расхода инфильтрующегося воздуха при определении теплопотерь. Второй способ расчёта теплопотерь отличается тем, что в нём используется нормативный воздухообмен помещений. СНиП предписывает определять расход воздуха обоими способами, сравнить полученные результаты и большую из полученных величин расходов использовать для дальнейшего расчёта теплопотерь на инфильтрацию. Но поскольку существующие нормативы воздухообмена несколько завышены, расчёт вторым способом, в свою очередь, также даёт завышенные результаты. Величина расчётного перепада давлений на наружной и внутренней сторонах предписывает учитывать все составляющие. Для этого выражение: ( ) 3456 0,5 , 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ Σ Σ Δ Δ + ⋅ Δ + ⋅ Δ Δ + ⋅ p A p l p p A G p i i i í (3) световых проёмов помещения, м2; Ru - сопротивление проёмов, принимаемое по СНиП II-3-79**; Δpi - на наружной и внутренней поверхностях ограждения номер этажа; A2 - площадь других ограждаюших нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на поверхностях ограждения на первом этаже; A3 - площадь проёмов в наружных ограждающих конструкциях; l - длина правой части уравнения (3) первое слагаемое суммы световых проёмов ( окон, балконных дверей, фонарей), воздухопроницаемость стен, третье - поступление воздуха в помещение проёмы в наружных ограждающих конструкциях, воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. описывает физику процесса инфильтрации воздуха конструкции, однако для расчётов по нему трудно получить данные. На практике такой трудоёмкий расчет не НиП 2 .04.05-91* «Отопление, вентиляция и представлен как один из способов определения расхода при определении теплопотерь. Второй способ расчёта что в нём используется нормативный воздухообмен предписывает определять расход воздуха обоими способами, результаты и большую из полученных величин расходов дальнейшего расчёта теплопотерь на инфильтрацию. Но (3) где А1 - площадь световых проёмов помещения, м2; Ru - сопротивление воздухопроницанию световых проёмов, принимаемое по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на расчётном этаже; i - номер этажа; A2 - площадь других ограждаюших конструкций; Gн- нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, принимаемая по СНиП II-3-79**; Δp1 - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на первом этаже; A3 - площадь щелей, неплотностей и проёмов в наружных ограждающих конструкциях; l - длина стыков стеновых панелей. Таким образом, в правой части уравнения (3) первое слагаемое суммы описывает инфильтрацию световых проёмов ( окон, балконных дверей, фонарей), второе - воздухопроницаемость стен, третье - поступление воздуха в помещение через щели, неплотности и проёмы в наружных ограждающих конструкциях, четвертое - воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. Выражение (3) хорошо описывает физику процесса инфильтрации воздуха через ограждающие конструкции, однако для расчётов по нему трудно получить достоверные исходные данные. На практике такой трудоёмкий расчет не проводится, так как в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» он представлен как один из способов определения расхода инфильтрующегося воздуха при определении теплопотерь. Второй способ расчёта теплопотерь отличается тем, что в нём используется нормативный воздухообмен помещений. СНиП предписывает определять расход воздуха обоими способами, сравнить полученные результаты и большую из полученных величин расходов использовать для дальнейшего расчёта теплопотерь на инфильтрацию. Но поскольку существующие нормативы воздухообмена несколько завышены, расчёт вторым способом, в свою очередь, также даёт завышенные результаты. Величина расчётного перепада давлений на наружной и внутренней сторонах ограждения может быть определена по формулe (4), в которой первый член правой части определяет гравитационное давление, а второй - ветровое давление. 4 кондиционирование) предписывает учитывать все составляющие. Для этого используется следующее выражение: 0,216 ( ) 3456 0,5 , 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ Δ + ⋅ Δ + ⋅ Δ Δ + ⋅ ⋅ Δ = ⋅ ⋅ p A p l p p A G p R G A p i i i í u i i (3) где А1 - площадь световых проёмов помещения, м2; Ru - сопротивление воздухопроницанию световых проёмов, принимаемое по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на расчётном этаже; i - номер этажа; A2 - площадь других ограждаюших конструкций; Gн- нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, принимаемая по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на первом этаже; A3 - площадь щелей, неплотностей и проёмов в наружных ограждающих конструкциях; l - длина стыков стеновых панелей. Таким образом, в правой части уравнения (3) первое слагаемое суммы описывает инфильтрацию световых проёмов ( окон, балконных дверей, фонарей), второе - воздухопроницаемость стен, третье - поступление воздуха в помещение через щели, неплотности и проёмы в наружных ограждающих конструкциях, четвертое - воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. Выражение (3) хорошо описывает физику процесса инфильтрации воздуха через ограждающие конструкции, однако для расчётов по нему трудно получить достоверные исходные данные. На практике такой трудоёмкий расчет не проводится, так к ак в С НиП 2 .04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» он представлен как один из способов определения расхода инфильтрующегося воздуха при определении теплопотерь. Второй способ расчёта теплопотерь отличается тем, что в нём используется нормативный воздухообмен помещений. СНиП предписывает определять расход воздуха обоими способами, сравнить полученные результаты и большую из полученных величин расходов использовать для дальнейшего расчёта теплопотерь на инфильтрацию. Но поскольку существующие нормативы воздухообмена несколько завышены, расчёт вторым способом, в свою очередь, также даёт завышенные результаты. Величина расчётного перепада давлений на наружной и внутренней сторонах ограждения может быть определена по формулe (4), в которой первый член правой части определяет гравитационное давление, а второй - ветровое давление. 0, p g (H h ) ( ) 0,5 v2 (с с ) K p i i н в н н з i Δ = ⋅ - ⋅ ρ - ρ + ρ ⋅ ⋅ - ⋅ - (4) Здесь g - ускорение свободного падения; H - высота устья вытяжной шахты от уровня земли; hi - высота от уровня земли до центра окон i-го этажа; i - номер этажа; ρн ,ρв - плотности наружного и внутреннего воздуха соответственно, определяемые по выражениям: , 273 t 353 н н + ρ = (5) в в 273 t 353 + ρ = ; (6) (4) Здесь g - ускорение свободного падения; H - высота устья вытяжной шахты от уровня земли; hi - высота от уровня земли до центра окон i-го этажа; i - номер этажа; ρн ,ρв - плотности наружного и внутреннего воздуха соответственно, определяемые по выражениям: кондиционирование) предписывает учитывать все составляющие. Для этого используется следующее выражение: 0,216 ( ) 3456 0,5 , 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ Δ + ⋅ Δ + ⋅ Δ Δ + ⋅ ⋅ Δ = ⋅ ⋅ p A p l p p A G p R G A p i i i í u i i где А1 - площадь световых проёмов помещения, м2; Ru - сопротивление воздухопроницанию световых проёмов, принимаемое по СНиП II-3-79**; Δpi расчётный перепад давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждения на расчётном этаже; i - номер этажа; A2 - площадь других ограждаюших конструкций; Gн- нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, принимаемая по СНиП II-3-79**; Δpi - расчётный перепад давлений наружной и внутренней поверхностях ограждения на первом этаже; A3 - площадь щелей, неплотностей и проёмов в наружных ограждающих конструкциях; l - длина стыков стеновых панелей. Таким образом, в правой части уравнения (3) первое слагаемое суммы описывает инфильтрацию световых проёмов ( окон, балконных дверей, фонарей), второе - воздухопроницаемость стен, третье - поступление воздуха в помещение через щели, неплотности и проёмы в наружных ограждающих конструкциях, четвертое - воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. Выражение (3) хорошо описывает физику процесса инфильтрации воздуха через ограждающие конструкции, однако для расчётов по нему трудно получить достоверные исходные данные. На практике такой трудоёмкий расчет проводится, так к ак С НиП 2 .04.05-91* «Отопление, вентиляция кондиционирование» он представлен как один из способов определения расхода инфильтрующегося воздуха при определении теплопотерь. Второй способ расчёта теплопотерь отличается тем, что в нём используется нормативный воздухообмен помещений. СНиП предписывает определять расход воздуха обоими способами, сравнить полученные результаты и большую из полученных величин расходов использовать для дальнейшего расчёта теплопотерь на инфильтрацию. Но поскольку существующие нормативы воздухообмена несколько завышены, расчёт вторым способом, в свою очередь, также даёт завышенные результаты. Величина расчётного перепада давлений на наружной и внутренней сторонах ограждения может быть определена по формулe (4), в которой первый член правой части определяет гравитационное давление, а второй - ветровое давление. 0, p g (H h ) ( ) 0,5 v2 (с с ) K p i i н в н н з i Δ = ⋅ - ⋅ ρ - ρ + ρ ⋅ ⋅ - ⋅ - Здесь g - ускорение свободного падения; H - высота устья вытяжной шахты от уровня земли; hi - высота от уровня земли до центра окон i-го этажа; i - номер этажа; ρн ,ρв - плотности наружного и внутреннего воздуха соответственно, определяемые по выражениям: , 273 t 353 н н + ρ = в в 273 t 353 + ρ = ; (5) (6) tн, tв - температуры наружного и внутреннего воздуха соответственно; v - скорость ветра; сн, сз - аэродинамические коэффициенты для наветренной и заветренной поверхности здания соответственно; Кi - коэффициент учета изменения динамического н 13 Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 3 (24) В.И. Веснин давления ветра по высоте, определяемый по степени открытости местности; Р0 - условно постоянное давление внутри здания. Высоту hi в некоторых источниках, например, в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», предписывается измерять до верха окон, балконных дверей, входных дверей, ворот проёмов и до середины вертикальных стыков стеновых панелей. Ветровое давление следует рассчитывать для каждого помещения при самом неблагоприятном для него направлении ветров. При расчёте теплопотерь на инфильтрацию всего здания следует использовать самые неблагоприятные направления ветров для всего здания. Наибольшую неопределённость имеет расчёт условно постоянного давления внутри здания. Данная величина должна быть получена путём аэродинамического расчёта с использованием уравнения баланса притока воздуха в помещение и его вытяжки. Однако во многих расчётах по естественной вентиляции эта величина не используется. Весь расчёт основывается лишь на гравитационном давлении, а целью расчёта является определение сечения вытяжных вентиляционных каналов. При аэродинамическом расчёте естественной вентиляции, если он ведётся с учётом ветрового давления, следует учитывать и разрежение, создаваемое дефлекторами, если они имеются. Количество теплоты, потребной для нагрева воздуха, поступающего в помещение вследствие инфильтрации, определяется по формуле 5 tн, tв - температуры наружного и внутреннего воздуха соответственно; v - скорость ветра; сн, сз - аэродинамические коэффициенты для наветренной и заветренной поверхности здания соответственно; Кi - коэффициент учета изменения динамического давления ветра по высоте, определяемый по степени открытости местности; Р0 - условно постоянное давление внутри здания. Высоту hi в некоторых источниках, например, в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», предписывается измерять до верха окон, балконных дверей, входных дверей, ворот проёмов и до середины вертикальных стыков стеновых панелей. Ветровое давление следует рассчитывать для каждого помещения при самом неблагоприятном для него направлении ветров. При расчёте теплопотерь на инфильтрацию всего здания следует использовать самые неблагоприятные направления ветров для всего здания. Наибольшую неопределённость имеет расчёт условно постоянного давления внутри здания. Данная величина должна быть получена путём аэродинамического расчёта с использованием уравнения баланса притока воздуха в помещение и его вытяжки. Однако во многих расчётах по естественной вентиляции эта величина не используется. Весь расчёт основывается лишь на гравитационном давлении, а целью расчёта является определение сечения вытяжных вентиляционных каналов. При аэродинамическом расчёте естественной вентиляции, если он ведётся с учётом ветрового давления, следует учитывать и разрежение, создаваемое дефлекторами, если они имеются. Количество теплоты, потребной для нагрева воздуха, поступающего в помещение вследствие инфильтрации, определяется по формуле Q 0,28 c G (t t ) k, инф в н = ⋅ ⋅ ⋅ - ⋅ (7) где с - удельная теплоёмкость воздуха; G - массовый расход воздуха из-за инфильтрации; tв, tн - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно; k - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока, зависящий от степени герметичности окон. В настоящей работе предложена методика и произведен расчёт процесса охлаждения помещения при отключении отопления с учётом инфильтрации воздуха без учёта ветрового давления и охлаждения воздуха в вентиляционных каналах. В общепринятом аэродинамическом расчёте вентиляционных каналов принято приравнивать гидравлические потери к гравитационному давлению. На самом деле побудительной причиной вытяжки воздуха из помещения является разность давлений в помещении и на выходе из вытяжной шахты. Аналогично побудительной причиной инфильтрации является разность давлений наружного воздуха и давления в помещении, которое обозначим величиной рв . Следовательно, гравитационное давление является суммой гидравлических потерь в ограждении и в вентиляционных каналах. Гидравлические потери в вентиляционных каналах можно определить по формуле (7) где с - удельная теплоёмкость воздуха; G - массовый расход воздуха из-за инфильтрации; tв, tн - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно; k - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока, зависящий от степени герметичности окон. В настоящей работе предложена методика и произведен расчёт процесса охлаждения помещения при отключении отопления с учётом инфильтрации воздуха без учёта ветрового давления и охлаждения воздуха в вентиляционных каналах. В общепринятом аэродинамическом расчёте вентиляционных каналов принято приравнивать гидравлические потери к гравитационному давлению. На самом деле побудительной причиной вытяжки воздуха из помещения является разность давлений в помещении и на выходе из вытяжной шахты. Аналогично побудительной причиной инфильтрации может быть разность давлений наружного воздуха и давления в помещении, которое обозначим величиной рв . Следовательно, гравитационное давление является суммой гидравлических потерь в ограждении и в вентиляционных каналах. Гидравлические потери в вентиляционных каналах можно определить по формуле , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростилькоторый изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если (8) откуда , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) ( ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростилькоторый изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если (9) Здесь Δрвент = ра - рв , где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; 6 , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах с естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам в первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростиль», который изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростилькоторый изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: 6 , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах с естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам в первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростиль», который изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если 2 вент сист g p Δ = ζ откуда 2 i пр G F ζ ρ Δ = ⋅ ⋅ Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления Окончательно получим 2 ( i пр G F р ρ ⋅ = ⋅ ⋅ Из уравнения неразрывности вытекает условие при инфильтрации и в вентиляционных каналах, ⋅ ⋅ ⋅ пр F р ζ ρ 2 ( ( ) ( ) 0,216 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ + Δ - + ⋅ ⋅ - ⋅ ⋅ p A G p р R A p р н в н u н в где рн - давление наружного воздуха на уровне инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит давление зависит от температуры воздуха помещения давление рв возрастает, что вызывает сложности уравнения оно решалось в численном теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при естественной вентиляцией инфильтрация воздуха температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия способ столетиями применяется в печном отоплении При тепловизионном обследовании ограждений, на которых здание особенно сильно первую очередь относятся окна. По данным который изготавливает пластиковые окна и двери, конструкции распределяются следующим образом: пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению высокие, обеспечить которые с помощью традиционных невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. 23-02-2003, для Самарского региона требуемое ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростилькоторый изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если , 2 2 2 2 пр i вент сист g F p G ⋅ ⋅ Δ = ρ ζ (8) откуда . 2 сист вент i пр G F p g ζ ρ Δ ⋅ = ⋅ ⋅ (9) Так как Δрвент = ра - рв ,где ра - атмосферное давление на уровне выхода из вентиляционной шахты; ζ сист - коэффициент сопротивления системы вентиляции. Окончательно получим . 2 ( ) сист а в i пр G F р p g ζ ρ ⋅ - ⋅ = ⋅ ⋅ (10) Из уравнения неразрывности вытекает условие равенства расходов воздуха при инфильтрации и в вентиляционных каналах, откуда следует: = ⋅ - ⋅ ⋅ ⋅ сист а в пр F р p g ζ ρ 2 ( ) . ( ) ( ) 3456 ( ) 0,5 ( ) 0,216 1 0,5 3 0,67 1 2 0,67 Σ 1 Σ Σ Σ Δ - + ⋅ - + ⋅ Δ - + ⋅ ⋅ - = ⋅ ⋅ p A p р l p р p A G p р R A p р н в н в н в н u н в (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах с естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам в первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростиль», который изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02-2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для (11) где рн - давление наружного воздуха на уровне этажа, на котором определяется инфильтрация. Как видно из уравнения (11), оно содержит одно неизвестное, а именно рв. Это давление зависит от температуры воздуха в помещении. При охлаждении помещения давление рв возрастает, что вызывает уменьшение инфильтрации. Ввиду сложности уравнения оно решалось в численном виде совместно с уравнением теплового баланса. Результаты расчёта показали, что при выключении отопления в домах с естественной вентиляцией инфильтрация воздуха повышает скорость падения температуры на величину от 0,4 до 1 °С в час. , Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 3 (24) 14 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ Для снижения инфильтрации следует исключить тягу в вентиляционных каналах. Это может быть достигнуто путём перекрытия каналов заслонками. Такой способ столетиями применяется в печном отоплении и прекрасно себя оправдал. При тепловизионном обследовании домов наглядно видны участки ограждений, на которых здание особенно сильно теряет тепло. К таким участкам в первую очередь относятся окна. По данным Челябинского завода «Евростиль», который изготавливает пластиковые окна и двери, теплопотери через ограждающие конструкции распределяются следующим образом: стены ~ 30 %; кровля ~ 14 %; пол ~ 12 %;окна ~ 44 %. В настоящее время требования к сопротивлению стен теплопередаче очень высокие, обеспечить которые с помощью традиционных строительных материалов невозможно. Например, согласно СП 50.1330.2012. Тепловая защита зданий; СНиП 23-02- 2003, для Самарского региона требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих стен жилых домов составляет 3,2 (м2·°С)/Вт (k = 0,32 Вт/(м2·°С). Если строить такую стену из полнотелого керамического кирпича с коэффициентом теплопроводности 0,6 Вт/(м2·°С) или силикатного кирпича с коэффициентом теплопроводности 0,8 Вт/(м2·°С), то толщина стены составит для керамического кирпича 2 м, а для силикатного - 2,6 м. В случае использования для тех же целей газосиликатных блоков, имеющих коэффициент теплопроводности 0,14 Вт/(м2·°С), толщина стены будет равна 45 см. Однако следует отметить, что прочность газосиликатных материалов такова, что их нельзя использовать в качестве несущей стены. Поэтому такое распространение получило строительство зданий с монолитными железобетонными перекрытиями и несущими их колоннами. Стены между ними выполняют из материалов с хорошими теплоизоляционными свойствами. В настоящее время энергосберегающие технологии достигли больших успехов в создании строительных материалов, имеющих низкий коэффициент теплопроводности. К ним относятся газосиликатные, многопустотные и пенобетонные блоки, поризованная керамика и различные утеплители. Что касается окон, то требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей до 1995 г. в жилых домах составляло 0,45 (м2°С)/Вт (k = 2,22 Вт/(м2·°С)). Это требование могло быть выполнено путём двойного остекления оконных проёмов с использованием раздельных деревянных переплётов. Начиная с 2003 г. требования были повышены и составляют величину теплосопротивления, близкую к 0,6 (м2·°С)/Вт (k = 1,67 Вт/(м2·°С)). Невыполнение этого требования может привести к отказу в выдаче разрешения на заселение и использование построенного здания. Выполнить такое требование нельзя даже путём тройного остекления в обычных деревянных раздельно-спаренных переплётах. Поэтому в настоящее время в основном применяется остекление стеклопакетами в алюминиевых, а чаще в пластиковых переплётах. В качестве материала для пластиковых окон используют поливинилхлорид (ПВХ). Это давно известный искусственный материал, который достойно прошёл испытание временем - в течение почти двух веков. Впервые он был получен в 1835 г. французским химиком Анри Реньо. Достоинством ПВХ является его биологическая и химическая инертность и, что не менее важно, его дешевизна. Поливинилхлорид является термопластом, он имеет большой коэффициент линейного расширения, а на морозе становится хрупким. Коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов меняется в широких пределах и зависит от вида газа, заполняющего камеры стеклопакета, расстояния между стёклами в камере, отражающих покрытий стёкол и от количества камер в пакете. В настоящее время самым тёплосберегающим является пятикамерный оконный профиль компании LG Hausis L700, который имеет коэффициент теплопередачи 0,91 (м2·°С)/Вт с учётом установленного стального армирования. В России наибольшее распространение получили однокамерные или двухкамерные стеклопакеты. Однокамерные пакеты имеют сопротивление теплопередаче от 0,34 до 0,86 (м2·°С)/Вт; двухкамерные - от 0,46 до 1,73 (м2·°С)/Вт. Камеры стеклопакета могут быть заполнены осушенным воздухом или инертным газом, обычно аргоном или криптоном. Криптон является самым эффективным наполнителем. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов, заполненных воздухом, имеет величины от 0,46 до 0,5 (м2·°С)/Вт. Если камеры заполнены криптоном, эти величины почти вдвое больше. В двухкамерных стеклопакетах стандартные расстояния между стёклами составляют 10, 14 и 18 мм. С увеличением этого расстояния коэффициент сопротивления теплопередаче в камерах, заполненных воздухом и аргоном, возрастает на 15 - 40 %,а в камерах, заполненных криптоном, снижается на 3 - 5 %. 15 Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 3 (24) В.И. Веснин Существенно увеличивают сопротивление теплопередаче стеклопакетов стёкла со специальным серебряным отражающим покрытием, так называемые И-стёкла. Это покрытие свободно пропускает в помещение видимое коротковолновое солнечное излучение, но отражает около 90 % выходящего из помещения инфракрасного теплового длинноволнового излучения обратно в комнату. Например, двухкамерный стеклопакет с расстоянием между стёклами 18 мм, заполненный воздухом, имеет сопротивление теплопередаче, равное 0,53 (м2·°С)/Вт, если его стёкла не имеют покрытия; 0,9 (м2·°С)/Вт - если одно из его стёкол имеет покрытие; 1,27 (м2·°С)/ Вт - если два его стекла имеют отражающее покрытие. Следует отметить, что приведённые численные данные по сопротивлению теплопередаче относятся лишь к центральной части стеклопакета. Теплопередача через всю стеклопластиковую оконную конструкцию (СПК) сильно зависит от оконной рамы, в состав которой входит стальной армирующий профиль. Профиль предназначен для уменьшения деформации ПВХ конструкции и одновременно является мостиком холода между окружающей здание средой и помещением. Чем больше камер имеет стеклопакет, тем мощнее должен быть армирующий профиль. Таким образом, успехи в улучшении характеристик стеклопакетов нивелируются потерями оконной рамы. Например, в соответствии с протоколом испытаний, проведённых Каменской стекольной компанией, четырёхкамерной СПК с отражающим стеклом, сопротивление теплопередаче составило 0,64 (м2·°С)/Вт). Таким образом, нормативное требование по сопротивлению теплопередаче окон отражает существующие возможности СПК. В настоящее время осуществляются попытки внедрения в производство иностранными производителями композитных армирующих профилей. Такие изделия стоят значительно дороже существующих. Герметичность СПК весьма высока. Однако ПВХ имеет высокий коэффициент линейного расширения, и по этому показателю он проигрывает другим конструкционным материалам. Например, дерево вдоль волокон имеет коэффициент линейного расширения, равный (0,2-0,4)·10-51/°С, алюминий - (0,9-1,2)10-5 1/°С, жёсткий ПВХ - (7-8)·10-5 1/°С. Это приводит к тому, что длина оконного профиля ПВХ длиной 2 м при изменении температуры от плюс 20 до минус 40 °С уменьшается на 1 см, образуя щель между СПК и оконным проёмом. Таким образом, в настоящее время самые лучшие оконные конструкции имеют сопротивление теплопередаче величиной в несколько раз меньше, чем стеновые конструкции. В связи с этим представляется интересным использование теплозащитных штор или жалюзи. Они могут быть прозрачными или не пропускать свет, но в любом случае они создают воздушную прослойку с окнами. Герметичная воздушная прослойка толщиной 20-30 см имеет сопротивление теплопередаче величиной 0,19 (м2·°С)/ Вт. Конечно, шторы не образуют герметичную прослойку, скорее они похожи на вентилируемые фасады зданий. Представляется целесообразным учёт теплозащитных свойств штор и жалюзи аналогично тому, как это сейчас делается для вентилируемых фасадов. Выводы. 1. Проведено исследование процесса охлаждения здания при отключённой системе отопления, работающей в прерывистом режиме. Рассмотрены факторы, влияющие на скорость снижения температуры. Показано влияние инфильтрации холодного воздуха в помещение на процессы теплообмена. 2. Уточнена методика аэродинамического расчёта естественной вентиляции зданий. Предложен способ определения давления внутри здания, учитывающий гидравлические потери воздуха, проходящего через ограждения путём инфильтрации. 3.Проведены расчёты процесса охлаждения здания с учётом инфильтрации воздуха в помещения. Показано, что инфильтрация увеличивает градиент падения температуры на 0,4 - 1 °С в час. 4. Проведён анализ имеющихся материалов по стеклопластиковым оконным конструкциям. 5. Сделаны практические предложения по снижению инфильтрации воздуха и тепловых потерь через световые проёмы здания.×
About the authors
Vladimir I. VESNIN
Samara State University of Architecture and Civil Engineering
Email: vestniksgasu@yandex.ru
References
- Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: учебник для вузов по спец. ТГВ. М.: Стройиздат, 1991. 735 с.
- Мишин М.А. Тепловой режим жилых зданий // Ползуновский вестник. 2011. №1. С.104-115.
- Веснин В.И. Использование прерывистого отопления и вентиляции для энергосбережения // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов. Вып.6 / СГАСУ. Самара, 2011. С. 52-55.
- Вытчиков Ю.С., Сидорова А.В. Организация воздухообмена в современных энергоэффективных зданиях // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. №4 (12). С. 87-94.
- Вытчиков Ю.С., Горин В.М., Токарева С.А. Исследования теплофизических характеристик стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона // Строительные материалы. 2011. №8. С. 42-43.
- Вытчиков Ю.С., Черенёва А.В. Экспериментальное исследование воздухопроницаемости беспесчаного керамзитобетона // Строительные материалы. 2013. № 7. С.10-11.
- Гордеева Т.Е., Зеленцов Д.В. Улучшение тепловлажностного режима жилого помещения // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. № 2 (10). С. 94-96.
- Зеленцов Д.В., Лукс А.С. Отопление помещений на основе использования отопительных приборов на тепловых трубах // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительные технологии: сборник статей / под ред. М.И. Бальзанникова, К.С. Галицкова, А.К. Стрелкова; СГАСУ. Самара, 2015. C. 315-317.
- Исследование нестационарных тепловых режимов отопления зданий и сооружений / Афанасьев В.В. [и др.] // Вестник Чувашского университета. 2015. №1. С. 20-28.
- Куценко А.С., Коваленко С.В., Товажнянский В.И. Анализ энергоэффективности прерывистого режима отопления зданий // Ползуновский вестник. 2014. №4. Т.1. С. 247-253.
- Вытчиков Ю.С., Посашков К.В. Экспериментальное исследование воздухопроницаемости современных материалов // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов. Вып. 2 / СГАСУ. Самара, 2008. С. 75-81.
- Вытчиков Ю.С., Вытчиков А.Ю. Исследование влияния продольной и поперечной инфильтрации воздуха на теплозащитные характеристики наружных стен производственного здания, утеплённого вентилируемым фасадом // Повышение эффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов. Вып. 3 / СГАСУ. Самара, 2008. С. 44-49.
- Вытчиков Ю. С., Черенёва А.В. Исследование эффективности работы вентиляции в многоэтажном жилом здании // Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: Труды Х международной научно-практической конференции. Пенза, 2009. С. 367-371.
- Вытчиков Ю.С., Черенёва А.В. Исследование влияния воздухопроницаемости строительных материалов на теплозащитные свойства ограждающих конструкций // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 68-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР / СГАСУ. Самара, 2011. С. 287-292.
- Вытчиков Ю.С., Сапарёв М.Е. Методика теплотехнического расчёта вентканалов, расположенных в наружных стенах // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов. Вып. 6 / СГАСУ. Самара, 2011. С. 45-51.