Разность давлений на внешних конструкциях дома

Для того, чтобы рассчитать сколько воздуха уходит/входит в дом, унося драгоценное тепло, необходимо знать разность давлений внутри и снаружи ограждающих конструкций. Уносимое тепло с инфильтрацией прямо пропорционально этой разности давлений и обратно пропорционально сопротивлению инфильтрации конструкции. Разность давлений складывается из статического гравитационного напора воздуха и динамического ветрового давления. Количественные значения могут достигать при

Сначала приведу максимальные значения разности давлений. При наружной температуре -28 градусов и внутренней +20 градусов максимальная разность давлений на ограждающих конструкциях составляет
3,47 Па - при нулевом ветре (только статическое гравитационное давление)
9,92 Па - при среднем ветре за январь 3,9 м
45,8 Па - при ветре 10 м/c
332 Па - при максимальном ветре 28 м/c .

А теперь как это можно посчитать
dP=dP1+dP2 (гравитационное + ветровое)

dP1 = Pн-Pв= (H/2-y)*(gн-gв), где g вычисляются по формуле
g = 3463/(273+t), где t -температарура воздуха
y - высота от пола первого этажа
H высота от пола первого этажа до потолка второго

Гравитационная разность dP1 зависит от температур столба воздуха внутри и снаружи. Она нулевая при одинаковых температурах. На уровне пола давление в помещении меньше и для одноэтажного здания с потолками 3 метра dP1 имеет значение 1,5 Па (при Tн=-3) и 3,47 (при Tн=-28). На высоте 1.5 метра от пола разница гравитационных давлений нулевая, а на высоте 3 от пола метра давление в доме больше на ту же величину.  За счет наличия гравитационной разности при открывании двери сверху выходит теплый воздух, а снизу двери заходит холодный воздух, даже при отсутствии ветра.

Динамическое давление ветра вычисляется по формуле dP2=0,03*gн*V^2
здесь g для наружного воздуха вычисляется по той же формуле, что для статического давления. V - скорость ветра в метрах в секунду. Как видим, зависимость разности давлений квадратичная от скорости ветра.

Гравитационная разность давлений эквивалентно постоянному наличию ветра. Так статическое давление при Tн=-3 соответствует ветру 1,98 м/c, а при Tн=-28 соответствует ветру 2,86. Отличие статического давление от ветрового - его нет на половине высоты помещения. Ветровое давление при постоянном ветре есть с двух сторон здания, с одной стороны напор, с противоположной - разрежение. Поэтому, для получения среднего давления на стены можно общее максимальное давление просто поделить на два.