Кратность смены воздуха за счет инфильтрации

Воздух, проходящий через наружные конструкции дома: стены, окна, перекрытия уносит тепло. Решил вот оценить сколько воздуха приходит/уходит через эти контсрукции и сравнить его с объемами, необходимой на вентиляцию дома (1 объем дома / в час). В результате получил, что при самых сложных условиях для нашего дома инфильтрационный воздух будет меньше в 6-7 раз необходимого объема на вентиляцию. Правда качество монтажа может существенно снизить данные цифры.

Сопротивление инфильтрации зависит от материалов ограждающих конструкций и плотностей различных стыков. Похоже, что для нашего дома инфильтрация будет в основном определяться качеством стыков.

Рассмотрим инфильтрацию через ограждающие конструкции: стены, окна, чердачное перекрытие.

Предполагаемый пирог стены нашего дома снаружи -> внутрь (площадь 116 м2):
- штукатурка
- ветрозащитные плиты изоплат - 0,25 см  (2,5*10-7 м3/м2*с*Па)
- эковата 20 см  (5*10-4 м3/м2*с*Па)
-профилированный бруc - 15 см (не учитываю из-за щелей в пазах при усыхании)
Пленок нет, может быть стоит применить крафт бумагу между брусом и эковатой (еще не решил).

Чердачное перекрытие (чистая внутренняя площадь 150 м2)
- эковата - 400 мм (2,5*10-4 м3/м2*с*Па)
- крафт бумага (2,5*10-5 м3/м2*с*Па)
- черновой потолок - доска 25 мм
- чистовой потолок (???) - пока не учитываю

За рубежом потери на инфильтрацию считают при разности давлений 50 Па. Эта цифра примерно соответсвует температуре -28 и ветре 10 м/c, при которых разность давлений составляет около 45 Па (как рассчитать см. пост Разность давлений на ограждающих конструкциях дома).  Я посчитаю для разновсти давлений 50 и 10 Па. 10 Па соответствуют Т=-28 и ветру V=3,9 (средний за январь).

Для стен свойствами ветрозащиты эковаты можно пренебречь, так как они в 2000 раз хуже, чем у ветрозащитной плиты Изоплат.
Рассчитываем объем воздуха, проходящий через стены
Для разности 10 Па получаем 116 м2 * 2,5*10-7 * 5 Па * 3600 с = 0,522 м3/час
Для разности 50 Па получаем 116 м2 * 2,5*10-7 * 25 Па * 3600 с = 2,61 м3/час

В формуле берется средняя разность давлений - 5 и 25 Па, действующая на единицу площади здания.

Значение воздухопроницаемости для крафт бумаги определяется по методу Герли и задается в количестве секунд за которые 100 мл воздуха пройдут через 6,5 см2 при 1,22 кПа. Для крафт бумаги это значение колеблется в диапазоне за 5-35 с, в зависимости от типа.
Взял значения для крафт бумаги отсюда и описание метода Гарли здесь .

Для чердачного перекрытия с холодным чердаком разность давлений будет определяться только гидростатическим давлением из-за разности температур (без ветрового напора). Возьмем при Tн=-28С и Тв=20С значение dP = 3,47 Па. У потолка будет избыточное давление по отношению к давлению на чердаке, приводящее к тому, что теплый воздух будет подниматься через перекрытие вверх.

Для расчета воздухопроницаемости чердачного перекрытия я взял худшее значение для крафт бумаги 5 с и перевел его в в 2,5*10-5 м3/м2*с*Па. Как видим это значение в 10 раз меньше, чем для слоя эковаты в 40 см, а значит крафт бумагу под эковату на чердаке надо обязательно класть, что может уменьшит потери воздуха через чердачное перекрытие в 10 раз! Как следствие воздухопроницаемостью эковаты я пренебрегаю и считаю инфильтрацию через чердачное перекрытие только исходя из воздухопроницаемости крафт-бумаги.
150 м2 *2,5*10-5 * 3,47 Па * 3600 с = 47,2 м3/час

Для супер плотной крафтбумаги со значением по Герли 35 секунд получаем инфильтрацию 6,75 м3/час. Но такие значения скорее всего не достижимы.
Если из-за теплопотерь на чердаке будет чуть теплее, чем снаружи, то инфильтрация будет меньше.

Инфильтрация современных пластиковых окон на порядок ниже старых деревянных, но далеко не минимально, как можно предположить. Беру значение сопротивление инфильтрации Rin=1,3 м2*ч/кг из книги В.А.Майоров "Передача теплоты через окна" для пластиковых окон класса А. Площадь остекления 50 м2. Рассчитываем количество воздуха при инфильтрации как, не особо углубляя в детали

50м2 * 1/1,3  / 1,29 кг/м3 = 29,8 м3/час 

50м2 * 1/1,3  / 1,29 кг/м3 * (50/10)^(2/3)= 87,1 м3/час

Суммируя инфильтрацию через перекрытие, стены и окна и объемы инфильтрационного воздуха через ограждающие конструкции при разности давлений 10 и 50 Па.

Vin10 = 0,522 + 47,2 + 29,8 =  77,522 м3/час
Vin50 = 2,61 + 47,2 + 87,1 = 136,91 м2/час

Нормативный объем смены воздуха для вентиляции составляет 450 м3/час для нашей площади. Как видим, даже при самых сложных условиях дом пропускает воздуха меньше, а при средних условиях существенно меньше, чем это необходимо для вентиляции.

Вклад каждой конструкции разный. Стены с ветрозащитной плитой практически непродуваемы. Основной вклад в инфильтрацию вносят чердачное перекрытие и окна. В расчете использовались очень хороши окна. Следовательно это получен теоретически достижимый предел для окон. В данных условиях улучшать ветрозащиту перекрытия вроде как не оправдано (надо еще посмотреть с позиции влажности, которую привносит в перекрытие данный воздух).

Опять же надо подчеркнуть, что все это теоретически достижимые значения, на практике при некачественном монтаже и без заделки каждой щели в конструкциях, объемы инфильтрационного воздуха могут стать гораздо больше.