Анализ существующих подходов к назначению и определению воздухопроницаемости окон

В работе проведен аналитический обзор вопроса определения и назначения воздухопроницаемости оконных конструкций. Для этого были рассмотрены как положения действующей нормативно-технической документации ряда стран, так и результаты проведенных научных исследований по рассматриваемой тематике. В результате установлено, что в настоящее время нормативное значение воздухопроницаемости окон определяется только из условий энергосбережения. При этом данная характеристика назначается для среднестатистических условий эксплуатации. Существующие методы расчета и определения воздухопроницаемости окон не отвечают их реальным условиям эксплуатации, так как не учитывают весь комплекс климатических воздействий, которым подвергаются окна (перепад температуры наружного воздуха, пульсация ветрового давления). Опыт эксплуатации, а также ряд проведенных исследований показывают, что по указанным выше причинам в зимнее время происходит значительное повышение воздухопроницаемости оконных конструкций, это приводит к нарушению комфортности микроклимата вблизи окна (сквознякам и пр.). В практику проектирования следует внедрять нормативное значение воздухопроницаемости, определяемое из условий обеспечения комфортного микроклимата, а также универсальный расчетный метод определения воздухопроницаемости окон, отвечающий их реальным условиям эксплуатации и учитывающий их конструктивные особенности

А.П. КОНСТАНТИНОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.С. АКСЁНОВ, магистр (аспирант)

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Константинов А.П., Верховский А.А. Влияние отрицательных температур на теплотехнические характеристики оконных блоков из ПВХ профилей // Строительство и реконструкция. 2019. № 3 (83). С. 72–82. DOI: https://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-83-3-72-82
2. Дацюк Т.А., Гримитлин А.М. Влияние воздухопроницаемости ограждающих конструкций на энергопотребление жилых зданий // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6 (65). С. 182–187.
3. Сайфутдинова А.М., Куприянов В.Н. Каче-ственные характеристики воздухообмена жилых помещений и их зависимость от объемно-планировочных и конструктивных решений зданий // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 1 (27). С. 113–118.
4. Куприянов В.Н., Иванцов А.И. Анализ расчетных методов по оценке сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций // Приволжский научный журнал. 2018. № 1 (45). С. 33–42.
5. Коркина Е.В. Критерий эффективности замены стеклопакетов в здании с целью энергосбережения // Жилищное строительство. 2018. № 6. С. 6–9.
6. Савин В.К., Савина Н.В. Архитектура и энергоэффективность окна // Строительство и реконструкция. 2015. № 4 (60). С. 124–130.
7. Семенова Е.И. Воздухопроницаемость окон жилых и общественных зданий. М.: Стройиздат, 1969. 81 с.
8. Аксёнов И.С., Константинов А.П. Физико-технические основы расчета воздухопроницаемости оконных конструкций. Актуальные проблемы строительной отрасли и образования: Национальная конференция. Москва. 2020. С. 810–815.
9. Савин В.К. Строительная физика: аэродинамика и теплообмен при взаимодействии потоков и струй со зданиями. М.: Лазурь, 2008. 480 с.
10. Thomas D.A., Dick J. B. Air infiltration through gaps around windows // JIHFE. 1953. Vol. 21. No. 214, pp. 85–97.
11. Hopkins L.P., Hansford B. Air flow through cracks // Build. Serv. Engr. 1974. Vol. 42, pp. 123–129.
12. Etheridge D., Sandberg M. Building ventilation: theory and measurement. Chichester: John Wiley & Sons. 1996. p. 754.
13. Honma H. Ventilation of Dwellings and its Disturbances. Stockholm: Faibo Grafiska. 1975.
14. Лобанов В.А. Проблемы нормирования воздухопроницаемости светопрозрачных ограждающих конструкций зданий. Энергосбережение и экология в строительстве и ЖКХ, транспортная и промышленная экология: Международная конференция. Москва. 2020. С. 101–108.
15. Савин В.К. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение М.: Лазурь. 2005. 432 с.
16. Etheridge D.W. Crack Flow Equations and Scale Effect // Building and Environment. 1977. Vol. 12, pp. 181–189.
17. Baker P. H., Sharples S., Ward I. C. Air Flow Through Cracks // Building and Environment. 1987. Vol. 4. No. 22, pp. 293–304.
18. Chiu Y.-H., Etheridge D. W. Calculations and notes on the quadratic and power lawequations for modelling infiltration // International Journal of Ventilation. 2002. Vol. 1, pp. 65–77.
19. Etheridge D.W. A note on crack flow equations for ventilation modelling // Building and Environment. 1998. Vol. 33. No. 5, pp. 325–328.
20. Kraniotis D., Thiis T. K., Aurlien T. A Numerical study on the impact of wind gust frequency on air exchanges in buildings with variable external and internal leakages // Buildings. 2014. Vol. 4, pp. 27–42.
21. Etheridge D. Unsteady flow effects due to fluctuating wind pressures in natural ventilation design – Mean flow rates // Building and Environment. 2000. Vol. 35. No. 2, pp. 111–133.
22. Fleury G., Thomas M. Variation to window air permeability according to outside temperature // Cahiers Du Centre Scientifique et Technique Du Batiment. 1972. No. 132.
23. Elmahdy A.H. Air leakage characteristics of windows subjected to simultaneous temperature and pressure differentials. Conf. Proc. Window Innovations. 1995, pp. 146–163.
24. Air Infiltration rate of windows under temperature and pressure differentials // CANMET Report. Natural Resources Canada, 1995.
25. Henry R., Patenaude A. Measurements of Window Air Leakage at Cold Temperatures and Impact on Annual Energy Performance of a House // ASHRAE trans. 1998. Vol. 104 (1b), pp. 1254–1260.
26. Шеховцов А.В. Воздухопроницаемость оконного блока из ПВХ профилей при действии отрицательных температур // Вестник МГСУ. 2011. № 3–1. С. 263–269.
27. Konstantinov A., Verkhovsky A. Assessment of the Negative Temperatures Influence on the PVC Windows Air Permeability. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 753. 022092. doi:10.1088/1757-899X/753/2/022092
28. Verkhovskiy A., Bryzgalin V., Lyubakova E. Thermal deformation of window for climatic conditions of Russia. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. 032048. doi:10.1088/1757-899X/463/3/032048
29. Konstantinov A., Verkhovsky A. Assessment of the Wind and Temperature Loads Influence on the PVC Windows Deformation. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 753. 032022. doi:10.1088/1757-899X/753/3/032022
30. Елдашов Ю.А., Сесюнин С.Г., Ковров В.Н. Экспериментальное исследование типовых оконных блоков на геометрическую стабильность и приведенное сопротивление теплопередаче от действия тепловых нагрузок // Вестник МГСУ. 2009. № 3. С. 146–149.
31. Bursey T., Green G.H. Combined thermal and air leakage performance of double hung windows // ASHRAE trans. 1970. Vol. 76. No. 2, pp. 215–226.
32. Kehrli D.W. Window air leakage performance as a function of differential temperatures and accelerated environmental aging // Thermal performance of exterior envelopes of building III. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1985. pp. 872–890.
33. Патент РФ 2445610 C1. Способ определения воздухопроницаемости строительных ограждающих конструкций / Верховский А.А., Шубин И.Л., Шеховцов А.В. Заявл. № 2010151153/28 от 15.12.2010. Опубл. 20.03.2012.
34. Куренкова А.Ю. Уроки 2010 года, или особенности изготовления оконных блоков из ПВХ-профилей шириной более 68 мм // Светопрозрачные конструкции. 2011. № 1–2. С. 10–12.
35. Верховский А.А., Зимин А.Н., Потапов С.С. Применимость современных светопрозрачных ограждающих конструкций для климатических регионов России // Жилищное строительство. 2015. № 6. С. 16–19.
36. Власенко Д.В. Почему коробит окно. Кто виноват и что делать? // Оконное производство. 2014. № 39. С. 42–44.
37. Калабин В.А. Оценка величины тепловой деформации ПВХ-профиля. Ч. 1. Зимние поперечные деформации // Светопрозрачные конструкции. 2013. № 1–2. С. 6–9.
38. Сесюнин С.Г., Елдашов Ю.А. Моделирование сопряженной задачи термоупругости на примере анализа вариантов конструктивного оформления оконного блока зданий // Светопрозрачные конструкции: Интернет-журнал. № 4. 2005.
39. Константинов А.П., Крутов А.А., Тихомиров А.М. Оценка теплозащитных характеристик оконных блоков из ПВХ профилей в зимний период эксплуатации // Строительные материалы. 2019. № 8. С. 65–72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-773-8-65-72.
40. Константинов А.П. Вопросы расчета оконных блоков из ПВХ на ветровую нагрузку // Перспективы науки. 2018. № 1 (100). С. 26–30.