Zyski ciepła i pary wodnej w wyniku infiltracji powietrza
Wszystkie przegrody budowlane w większym lub mniejszym stopniu przepuszczają powietrze. Głównie jednak powietrze przenika do lub z pomieszczenia przez nieszczelności okien, drzwi i bram.
Przenikanie powietrza przez nieszczelności przegród budowlanych nazywamy infiltracją, gdy powietrze przepływa z zewnątrz do wewnątrz pomieszczenia i eksfiltracją,. gdy kierunek przepływu powietrza jest odwrotny.
Przy projektowaniu urządzeń wentylacyjnych ogrzewania powietrznego lub klimatyzacji: wentylatorów, nagrzewnic czy klimatyzatorów nie należy pomijać strat lub zysków ciepła wynikających z infiltracji powietrza zewnętrznego.
Ilość powietrza przenikającego do pomieszczenia w wyniku infiltracji zależy od różnicy ciśnień wewnątrz i na zewnątrz budynku. Ciśnienie na ścianę budynku może powstać w wyniku działania wiatru lub też wynika z różnicy gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku.
Ciśnienie wywołane działaniem wiatru zależy od kierunku i prędkości wiatru, tj. orientacji ściany w stosunku do panujących kierunków wiatru w danej miejscowości.
Ciśnienie wywołane różnicą gęstości powietrza zależy od różnicy temperatur powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku, jego wysokości, usytuowania klatek schodowych, szybów dźwigowych, otworów okiennych i drzwiowych.
Jak dotychczas nie istnieje ścisła metoda obliczenia ilości powietrza przenikającego do pomieszczenia w wyniku infiltracji. Poniżej podana metoda obliczania ilości powietrza przenikającego do pomieszczenia w wyniku infiltracji oparta jest na danych uzyskanych w drodze badań przeprowadzonych przez Amerykański Związek Inżynierów Ogrzewania i Klimatyzacji (ASHVE).
Wiatr od strony nawietrznej budynku wytwarza nadciśnienie, a od strony zawietrznej — nieznaczne podciśnienie. W wyniku panującego nadciśnienia powietrze przenika do pomieszczenia przez pory ścian i nieszczelności okien i drzwi. Powietrze to wytwarza wewnątrz pomieszczenia nieznaczne nadciśnienie, które powoduje wypływ na zewnątrz tej samej ilości powietrza przez przegrody budowlane od strony zawietrznej.
Przy obliczaniu infiltracji będziemy uwzględniali przenikanie powietrza tylko przez nieszczelności okien i drzwi.
Różnica temperatur między powietrzem wewnątrz i na zewnątrz budynku wywołuje w nim siły grawitacyjne powodujące ruch powietrza, tzw. ciąg kominowy.
W budynkach wysokich różnica gęstości powietrza powoduje: latem - infiltrację powietrza w górnej części budynku i eksfiltrację w dolnej części, zimą — eksfiltrację powietrza w górnej części budynku i infiltrację w dolnej części budynku. Infiltrację i eksfiltrację powietrza wywołaną siłą ciągu kominowego należy uwzględniać tylko zimą i to w budynkach wyższych niż 30 m, tj. powyżej 9 kondygnacji. W lecie natomiast infiltrację powietrza uwzględnia się tylko w wyniku działania wiatru.
Jeżeli nadciśnienie wytworzone przez wentylatory mechanicznej wentylacji nawiewnej jest wystarczające dla pokonania ciśnienia wywołanego wiatrem, wówczas nie uwzględnia się infiltracji powietrza.
W pomieszczeniach o dużych powierzchniach oszklenia i znacznej ilości osób, infiltracja powietrza, w szczególności w dni pochmurne i wilgotne wywiera znaczny wpływ na obciążenie cieplne pomieszczenia. W dni te bowiem prędkość wiatru jest zazwyczaj większa od wartości średniej dla danej miejscowości.
W przypadku budynku halowego o czterech ścianach zewnętrznych należy brać pod uwagę wszystkie otwory okienne i drzwiowe wbudowane w dwóch sąsiednich, przylegających do siebie ścianach wystawionych na przeważające w danej miejscowości kierunki wiatru w okresie letnim. W budynku wielopomieszczeniowym należy obliczać infiltrację powietrza dla każdego pomieszczenia osobno.
