пример 32. Определить распределение температуры и величину коэффициента теплопередачи кирпичной неоштукатуренной стены толщиной в два кирпича при инфильтрации наружного воздуха.

При отсутствии инфиль )ации воздуха сопротивление теплопередаче сте-

0,05=0,91 град-м Ч/ккал и коэффициент

ны было бы: i?o=0,133+ 1

теплопередачи k —

0,91

0,7

= 1,1 кал/м Ч-град.

Примем: в = 15**; н=—25° и Ар=3 мм вод. ст. По формуле (71)

и табл. 18 получим: 1Г=—— = 1,67 кг/м -ч; сТГ=0,24-1,67=0,4

1 ,о

ккал/м -ч-град.

По формуле (74) для любой пдоскости стены

т =-25+(15+25)

0,4 i?

1

0,4.0,91 _ J

-~25-f91(e1).

Для расчета делим стену на шесть слоев, толщиной каждый по 85 мм. Расчет располагаем в таблице.

На рис. 42 распределение температуры в стене показано графически. Нижняя кривая соответствует распределению температуры при инфильтрации воздуха, пунктирная линия соответствует отсутствию инфильтрации.

Расчетная таблица

Рис. 42 и расчетная таблица показывают, что наибольшее расхождение температур, равное 1,8° С будет в стене на расстоянии 17 см от ее внутренней поверхности. На внутренней поверхности стены под влиянием инфильтрации температура понижается на 1,1° С.

Коэффициент теплопередачи стены при инфильтрации по формуле (75)

0,4 0.4.0.91

g0.4.Q.9i _ I ^ ккал/м Ч-град.

т.е. на 19% больше значения k, полученного без учета инфильтрации. При эксфильтрации по формуле (75а)

0,4

эксфильтр = 0,4.0,91 _ 1 = 0.91,

Т. е. на 177о меньше, чем при отсутствии фильтрации воздуха. Температура на внутренней поверхности стены будет 10° С, т. е. на 0,8° выше, чем при отсутствии фильтрации воздуха.

Исследования влияния воздухопроницаемости наружных стен на распределение в них температуры, проведенные Лабораторией теплофизики Академии архитектуры СССР в лабораторных условиях и на опытном строительстве, показали хорошую сходимость расчетных данных по формулам Ф. В. Ушкова с опытными данными, что указывает на большую точность формул (74) и (75).

Нормирование воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций построено на принципе ограничения количества наружного воздуха, который может проникнуть в по-г 2 з 5 6 7 мещение в результате инфильтрации его через наружные ограждения. СНиП П-А.7-71 допускают количество инфильтруемого воздуха через ограждение не более: для наружных стен жилых зданий 0,5 кг/м -ч; для наружных стен производственных зданий 1 кг/м -ч.

Продольная фильтрация. Рассмотренное явление фильтрации называют «поперечной» или «сквозной» фильтрацией. Нанесение на внутреннюю поверхность ограждения достаточно воздухонепроницаемого слоя гарантирует ограждение от излишней сквозной инфильтрации. Однако при недостаточной защите наружной поверхности ограждения может происходить «продольная» фильтрация. Явление продольной фильтрации состоит в том, что при воздействии ветра холодный наружный воздух может проникать через поверхность ограждения в его толщу и этим вызвать дополнительные потери тепла ограждением и охлаждение помещений.

У наружных стен, состоящих из воздухопроницаемых крупнопористых материалов или пустотелых камней, продольная инфильтрация может возникнуть и при отсутствии ветра под влиянием теплового напора. При этом через наружную поверхность в нижней части стены холодный наружный воздух будет проникать в стену, а в верхней части нагретый воздух уходить из нее.

Продольная инфильтрация может быть только в ограждениях, наружная поверхность которых недостаточно защищена от воздухопроницания. К таким конструкциям относятся: кирпич-

-22,5

Рис. 42. Смещение температурного поля в стене при инфильтрации воздуха

t,>t.

ные стены, оштукатуренные только с внутренней стороны и не имеющие расшивки швов по наружной поверхности, различные обшивные конструкции, а также чердачные перекрытия с крупнопористыми засыпками, не имеющими защитной корки.

Влияние продольной фильтрации на теплотехнический режим наружных ограждений не поддается расчету, но его необходимо учитывать при проектировании ограждений, чтобы принять меры по защите наружной поверхности от излишней воздухопроницаемости.

Вредное влияние продольной инфильтрации на теплотехнический режим ограждений и помещений проявилось в одном из домов по ул. Горького в Москве. Дворовые фасады были оставлены неоштукатуренными и без расшивки швов кирпичной кладки стен; вследствие этого зимой при сильных ветрах в комнатах, выходящих на этот фасад, температура воздуха резко падала, чего не наблюдалось в комнатах, выходящих на уличный фасад, стены которого имели наружную штукатурку.

Внутренняя фильтрация. При большой воздухопроницаемости материалов ограждения, даже при достаточной защите от инфильтрации наружной и внутренней поверхностей ограждения, в толще материала под влиянием разности температур могут возникнуть конвекционные токи воздуха, аналогичные конвекционным токам в воздушных прослойках. При применении крупнопористых воздухопроницаемых материалов или засыпок влияние внутренней фильтрации на теплозащитные свойства ограждения оказывается незначительным и обычно повышение коэффициента теплопередачи ограждения при этом не превосходит 5%. Внутренняя фильтрация может оказать отрицательное влияние при воздушных прослойках в ограждении, разделенных воздухопроницаемыми перегородками; при этом снижение сопротивления теплопередаче ограждения может быть значительным, что видно из следующего примера.

Пример 33. Определить сопротивление теплопередаче стены, изображенной на рис. 43, с учетом внутренней фильтрации воздуха в ней.

Стена состоит из двух фанерных обшивок толщиной по 5 мм, между которыми расположен слой фибролита толщиной 70 мм. Между фанерными обшивками и фибролитом образуются воздушные прослойки толщиной по 50 мм. Высота стены Я = 4 ж.

Без учета внутренней фильтрации сопротивление теплопередаче стены 0,0050,07

= 0,133+ -7;-7;7-2+ 0,18-2 +— +0,05 = 1,15 град•м -ч!ккал,

Рис. 43. К расчету внутренней фильтрации воздуха

0,15

0,13