WarmFires.ru

Основополагающие федеральные документы СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» оперируют понятиями воздухопроницаемости и паропроницаемости строительных материалов и конструкций, не выделяя изолирующих элементов из состава ограждающих конструкций.

Таблица 2

Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций (приложение 9 СНиП П-3-79*)

Рис. 17. Принцип измерения воздухопроницаемости строительных конструкций (окон, дверей, стен, материалов). 1 - воздушный насос, 2 - измеритель расхода (ротаметр, диафрагма с дифференциальным манометром и т. п.), 3 - измерительная камера, 4 - измеритель избыточного давления воздуха, 5 - изучаемая конструкция, герметично пристыкованная к измерительной камере.

Воздухопроницаемость Св (кг/м2 час) по СП 23-101-2000 представляет собой массовый расход воздуха в единицу времени через единицу площади поверхности ограждающей конструкции (слоя ветроизоляции) при разнице (перепаде) давлений воздуха на поверхности конструкции Арв (Па): Св = (1/Кв) Арв, где Яв (м2 час Па/кг) -сопротивление воздухопроницанию (см. таблицу 2), а обратная величина (1/Кв)(кг/м2 час Па) - коэффициент воздухопроницаемости ограждающей конструкции. Воздухопроницаемость характеризует не материал, а слой материала или ограждающую конструкцию (слой изоляции) определённой толщины.

Напомним, что давление (перепад давления) 1 атм составляет 100 ОООПа (0,1 МПа). Перепады давления Арв на стене бани за счёт меньшей плотности горячего воздуха в бане рз по сравнению с плотностью внешнего холодного воздуха ро равны Н(ро - рз) и в бане высотой Н=3 м составят до ЮПа. Перепады давления на стенах бани за счёт ветрового напора роУ2 составят Ша при скорости ветра V = 1 м/сек (штиль) и ЮОПа при скорости ветра V = 10 м/сек.

Введенная таким образом воздухопроницаемость представляет собой ветропроницаемость (продуваемость), способность пропускать массы движущегося воздуха.

Как видно из таблицы 2, воздухопроницаемость очень сильно зависит от качества строительных работ: укладка кирпича с заполнением швов (расшивкой) приводит к снижению воздухопроницаемости кладки в 10 раз по сравнению со случаем укладки кирпича обычным способом -в пустошовку. Воздух при этом в основном проходит вовсе не через кирпич, а через неплотности шва (каналы, пустоты, щели, трещины).

Методы определения сопротивления воздухопроницанию по ГОСТ 25891-83, ГОСТ 31167-2003, ГОСТ 26602.2-99 предусматривают непосредственное измерение расходов воздуха через материал или конструкцию при различных перепадах давления воздуха (до 700 Па). На специальных стендах с помощью насоса-воздуходувки 1 нагнетается воздух в измерительную камеру 3, к которой герметично пристыковывается изучаемая конструкция 5, например, окно заводского изготовления (рис. 17). По зависимости расхода воздуха по ротаметру 2 от избыточного давления в камере Арв строят кривую воздухопроницаемости конструкции (рис. 18).

Рис. 18. Зависимость массового потока воздуха (скорости фильтрации, массового расхода) через воздухопроницаемую строительную конструкцию от перепада давления воздуха на поверхностях конструкции. 1 - прямая для ламинарных вязкостных потоков воздуха (через пористые стены без щелей), 2 - кривая для турбулентных инерционных потоков воздуха через конструкции со щелями (окна, двери) или отверстиями (продухами).

В случае воздухопроницаемости стен с многочисленными мелкими каналами, щелями, порами воздух движется через стену в вязком режиме ламинарно (без турбулентностей, завихрений), вследствие чего зависимость Св от Арв имеет линейный вид Св = (1/11в)Лрв. При наличии крупных щелей воздух движется в инерционных режимах (турбулентных), при которых силы вязкости не существенны. Зависимость Св от Арв в инерционных режимах имеет степенной вид Св = (1/Кв) Арв0'5. Реально же в случае окон и дверей наблюдается переходный режим Св = (1/Кв)Арвп, где показатель степени п в СНиП 23-02-2003 условно принят равным 2/3 (0,66). Иными словами, при больших напорах ветра окна начинают «запираться» (также, например, как и дымовые трубы при большой скорости истечения дымовых газов), и всё большую роль начинает играть продуваемость стен (см. рис. 18).

Изучение таблицы 2 показывает, что обычные дощатые стены (без прослоек бумаги, пергамина или фольги), засыпанные стружкой (соломой, минеральной ватой, шлаком, керамзитом) с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 0,1 м2 час Па/кг и менее никак не могут защитить от ветра. Даже при штиле при скоростях набегающих воздушных потоков 1 м/сек скорость продува через такие стены хоть и снижается до 0,1-1 см/сек, но тем не менее и это создаёт кратность воздухообмена в бане свыше 3-10 раз в час, что при слабой печи обуславливает полное выхолаживание бани. Кирпичные кладки в пустовку дощатые стены в шпунт, плотные минерал-ватные плиты с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 2м2 час Па/кг способны защитить от потоков ветра 1м/сек (в смысле предотвращения избыточной кратности воздухообмена в бане), но оказываются недостаточно герметичными для порывов ветра 10 м/сек. А вот строительные конструкции с сопротивлением возухопроницанию 20 м2час Па/кг и более уже вполне приемлемы для бань и с точки зрения воздухообмена, и с точки зрения конвективных теплопотерь, но тем не менее не гарантируют малости конвективного переноса водяных паров и увлажнения стен.