Как инфильтрация воздуха влияет на теплопотери здания

Инфильтрация воздуха увеличивает теплопотери здания за счёт неконтролируемого поступления наружного воздуха через неплотности ограждающих конструкций. На интенсивность этого процесса влияют разность давлений, состояние неплотностей и фактический режим вентиляции. При поступлении холодного воздуха возникает дополнительная тепловая нагрузка, однако её величину нельзя определить только по наличию температурного отклонения на поверхности конструкции.

Чтобы установить влияние инфильтрации на теплопотери, необходимо сопоставить температуры воздуха и поверхностей, состояние ограждений и узлов, режим отопления и вентиляции, а также погодные и влажностные условия. Главная задача проверки — отличить перенос тепла вместе с проникающим воздухом от теплопередачи непосредственно через конструкцию и влияния временных условий наблюдения.

Как неконтролируемый воздухообмен связан с теплопотерями

Инфильтрация возникает при прохождении воздуха через неплотности под действием разности давлений. В отличие от организованного воздухообмена, такой перенос воздуха не определяется исключительно установленным режимом вентиляции.

На тепловой результат влияют одновременно разность давлений, наличие неплотностей и фактическая работа вентиляционной системы. Поэтому обнаружение неплотного участка ещё не устанавливает интенсивность воздухообмена или величину связанных с ним потерь.

При анализе важно установить, согласуется ли предполагаемое проникновение воздуха с наблюдаемым температурным полем и эксплуатационными условиями. Если изменение температуры поверхности объясняется другим механизмом, относить его к инфильтрационным потерям без дополнительного подтверждения нельзя.

Какие данные необходимы для проверки

Исходную основу составляют четыре группы сведений:

• Температуры воздуха и поверхностей. Позволяют выявить температурные отклонения и сопоставить их с предполагаемым проникновением наружного воздуха.
• Состояние ограждений и узлов. Определяет конструктивную границу анализа и помогает установить связь наблюдаемой температурной картины с возможными неплотностями.
• Режим отопления и вентиляции. Необходим для интерпретации температурных изменений с учётом фактических условий эксплуатации.
• Погодные и влажностные условия. Используются для проверки пригодности условий наблюдения и сопоставимости результатов.

Эксплуатационные сведения, относящиеся к рассматриваемой системе, схемы и журналы помогают установить условия работы здания и границу проверки. Дополнительные измерения или данные учёта привлекают только тогда, когда существующей информации недостаточно для различения возможных причин.

Как проверяют влияние инфильтрации

Проверку начинают с сопоставления температур воздуха и поверхностей с состоянием ограждений и конструктивных узлов. Метод сопоставления температурных полей позволяет установить, согласуется ли наблюдаемое отклонение с предполагаемым механизмом неконтролируемого воздухообмена.

Затем проверяют условия измерения. Режим отопления и вентиляции, погодные и влажностные условия должны учитываться при интерпретации температурной картины. Если эксплуатационные условия изменялись, результаты наблюдений сравнивают только после установления их сопоставимости.

Следующий этап — разделение трансмиссионного и инфильтрационного механизмов. Трансмиссионная теплопередача происходит через ограждающую конструкцию, тогда как инфильтрация связана с переносом воздуха через неплотности. Сходное температурное отклонение не означает одинаковую физическую причину.

Если оба механизма действуют одновременно, их влияние оценивают раздельно. После этого проверяют, насколько полученное объяснение сохраняется при изменении исходных условий.

Как различить конкурирующие причины

При интерпретации рассматривают три объяснения наблюдаемого температурного отклонения.

• Конструктивная теплопередача. Температурная неоднородность может быть связана с передачей тепла непосредственно через ограждение. Проверяют согласованность температурного поля с состоянием соответствующего узла.
• Воздушная неплотность. Отклонение может объясняться проникновением наружного воздуха. Для подтверждения необходимо установить связь предполагаемой инфильтрации с конструкцией и фактическим режимом вентиляции.
• Неподходящие условия измерения или временный режим. Наблюдаемая температурная картина может зависеть от условий обследования. В этом случае требуется проверить, пригодны ли полученные данные для причинного вывода.

Если температурное поле согласуется с инфильтрационным механизмом и независимая проверка не выявляет более убедительного объяснения, соответствующая гипотеза получает техническое подтверждение.

Если данные лучше объясняются конструктивной теплопередачей либо временными условиями наблюдения, приписывать отклонение инфильтрации нельзя. При недостатке сведений определяют, какой показатель, режим или дополнительное измерение позволит различить оставшиеся причины.

Результат оценки и границы вывода

Результатом является техническая схема проверки влияния неконтролируемого воздухообмена на теплопотери здания. Она связывает разность давлений, возможные неплотности, фактический режим вентиляции и наблюдаемые температурные показатели с проверенными альтернативными объяснениями.

На основании такой схемы выбирают следующий расчёт, измерение или проверку, которые позволят уточнить причину температурного отклонения и обосновать дальнейшее решение по энергоэффективности.

До подтверждения исходных данных, границ анализа, эксплуатационных режимов и необходимых измерений вывод остаётся условным. Обнаружение неплотности или температурного отклонения само по себе не устанавливает фактический дефект, количественную величину инфильтрационных теплопотерь или возможную экономию для конкретного здания.

Для рассмотрения соответствующих конструкций предусмотрена страница «Ограждающие конструкции зданий». Если требуется определить причины тепловых потерь, см. «Выявление тепловых потерь». Другие практические вопросы представлены в разделе «Материалы».