Frico. У чому причина тепловтрат і протягів?

Двері та ворота в зимовий період стають основним джерелом втрат тепла. Інтенсивність перетоків повітря через відкритий отвір буде визначатися величиною різниць тисків всередині і зовні приміщення.

Витрата повітря через відкритий отвір залежить від наступних основних факторів:

• Різниці тиску зовні і всередині
• Різниці температур (густин повітря)
• Швидкості і напряму вітру

Припустимо, що має місце, принаймні, один з цих факторів. У цьому випадку переміщення повітря через відкритий отвір буде відбуватися до тих пір, поки не зрівняється тиск і температура по обидві сторони прорізу. У обігріваючих приміщеннях холодний, більш щільне повітря буде видавлювати теплий через нещільність у верхній частині приміщення. Свій внесок у навантаження на проріз внесе і вітрова складова.

Потік повітря з-за різниці тисків

Для нормального функціонування повітряної завіси важливо, щоб не було великої різниці тисків всередині і зовні будівлі. Для зменшення навантаження на отвір і, відповідно, перетоків повітря, необхідно вжити заходів з балансування роботи системи вентиляції.

Зазвичай системи вентиляції відладжуються за принципом «нульового» тиску, коли на момент проведення пусконалагоджувальних робіт досягається рівність тисків. Проте, в процесі експлуатації змінюються тиск, температура, вологість повітря, напрям і сила вітру та через рівність тисків все одно порушується. Для українських умов частіше доводиться стикатися, коли зовні надлишковий тиск, таким чином, навантаження на отвір збільшується.

Повітряні завіси здатні впоратися з перепадом тисків до 5 Па, тому слід віддавати собі звіт, що повітряна завіса сама по собі не завжди зможе вирішити проблему перетоків. Особливо гостро ця проблема виникає в будівлях великого об'єму і висотності, там, де на зовнішні чинники накладаються особливості архітектури і взаємного розташування будівель.

У цих випадках рішення може дати тільки комплекс заходів, що включає в себе балансування вентиляції з можливістю створення локальних підпорів в зоні входів, архітектурне оформлення вхідних груп відповідно до кліматичних особливостей, установка повітряних завіс з параметрами, що гарантують компенсацію термальної різниці тисків. Витрата повітря через отвір через різницю тисків, Qp, розраховується за формулою:

W = Ширина отвору [м]

H = Висота прорізу [м]

ΔP = Різниця тисків

р = Щільність повітря

Потік повітря з-за різниці температур

Тепле повітря всередині приміщення має меншу щільність,тому і легше, ніж холодне повітря зовні. Різниця щільностей має на увазі різницю тисків і це стає причиною перетоків повітря при кожному відкритті дверей. Холодне повітря проникає в приміщення через нижню частину прорізу, витісняючи тепле повітря через його верхню частину. Інтенсивність потоку повітря пропорційна різниці температур. Якщо відомі температури повітря всередині і зовні, то можна знайти їх щільність і визначити витрату повітря через відкритий отвір.

Витрата повітря через отвір з-за різниці температур, Q _T, розраховується за формулою:

W = Ширина отвору [м]

H = Висота прорізу [м]

µ ₀ = Коефіцієнт витрати (0.1-1.0)

g = Прискорення вільного падіння (9.81 м/сек²)

Δ ρ = Різниця щільностей теплого/холодного повітря

ρ _m = Середня щільність повітря

Вітрове навантаження

Якщо вітер дме в напрямку двері, то при її відкритті він буде проникати в приміщення, розподіляючись по всьому перетину отвору. Отже, величина витрати повітря пропорційна швидкості вітру під кутом до отвору. (Через якийсь час у приміщення створиться такий надлишковий тиск, що витрата повітря буде обмежуватися протіканнями через щілини і нещільності в будівлі). Швидкість вітру в 3 м/сек еквівалентна перепаду тиску в 5 Па.

Витрата повітря через отвір в результаті впливу вітрового навантаження Q _V, розраховується за формулою:

W = Ширина отвору [м]

H = Висота прорізу [м]

σ ₁₀ = середня швидкість на висоті 10м

0,25 = чинник спрямованості 0,25

L = Положення; 1 = нормальне,> 1 cподветренной боку

Сумарний повітряний потік

Сумарний потік повітря через відкритий отвір являє собою суму витрат, які виникають внаслідок різниці тисків, температур і впливу вітру.

Висновки та рекомендації

• Розрядження в приміщенні буде істотно знижувати ефективність роботи повітряної завіси. Не слід очікувати, що вона зможе справитися з навантаженням внаслідок незбалансованої роботи систем вентиляції. Необхідно вжити заходів щодо нормалізації її роботи.
• Якщо отвір розташовується з навітряної сторони, то тиск вітру буде негативно впливати на роботу завіси. Залежно від конкретних умов завіса може протистояти швидкості потоку до 3м/cек. Для входів орієнтованих на північ ми рекомендували б вибирати моделі з більшою тепловою складовою. Для жорстких кліматичних умов, до яких можуть бути віднесені й українські, слід застосування конструкцію вхідних груп з підвищеним шлюзним ефектом (подвійні тамбура, двері).
• У більшості випадків, коли завіси використовуються для захисту приміщень від проникнення холоду, вони встановлюються з внутрішньої сторони отвору. Якщо ж завіси застосовуються для ізоляції охолоджених або кондиціонованих обсягів, вони встановлюються з «теплого» боку.
• Для забезпечення максимального ефекту завіса повинна розташовуватися якомога ближче до краю отвору і перекривати всю його ширину.
• Напрямок та швидкість повітряного потоку повинні вибиратися відповідно до конкретних умов.Натиск холодного повітря буде прагнути розгорнути повітряний струмінь завіси всередину приміщення, тому повітряний потік повинен бути спрямований під кутом в бік вулиці, а його швидкість повинна бути достатня для перекриття отвору по всій його висоті (ширині).